Структура сульфида серебра (Ag2S), свойства, номенклатура, применение

сульфид серебра неорганическое соединение, чья химическая формула Ag₂S. Он состоит из черно-сероватого твердого вещества, образованного катионами Ag⁺ и анионы S^2- в соотношении 2: 1. S^2- это очень похоже на Ag⁺, потому что оба являются мягкими ионами, и им удается стабилизироваться друг с другом.

Серебряные украшения имеют тенденцию темнеть, теряя свой характерный блеск. Изменение цвета является не продуктом окисления серебра, а его реакции с сероводородом, присутствующим в окружающей среде при низких концентрациях; Это может происходить из-за гниения или деградации растений, животных или продуктов, богатых серой..

H₂S, чья молекула несет атом серы, реагирует с серебром в соответствии со следующим химическим уравнением: 2Ag (s) + H₂S (g) => Ag₂S (s) + H₂(G)

Следовательно, Ag₂S отвечает за черные слои, сформированные на серебре. Однако в природе эту серу также можно найти в минералах acantita и argentita. Эти два минерала отличаются от многих других своими черными и яркими кристаллами, как у твердого вещества на верхнем изображении..

Ag₂S представляет полиморфные структуры, привлекательные электронные и оптоэлектронные свойства, является полупроводниковым и обещает стать материалом для разработки фотоэлектрических устройств, таких как солнечные элементы.

индекс

• 1 структура
• 2 свойства
  • 2.1 Молекулярный вес
  • 2.2 Внешний вид
  • 2.3 Запах
  • 2.4 Точка плавления
  • 2.5 Растворимость
  • 2.6 Структура
  • 2.7 Показатель преломления
  • 2.8 Диэлектрическая проницаемость
  • 2.9 Электроника
  • 2.10 Реакция восстановления
• 3 Номенклатура
  • 3.1 Систематика
  • 3.2 Сток
  • 3.3 Традиционный
• 4 использования
• 5 ссылок

структура

Кристаллическая структура сульфида серебра показана на верхнем изображении. Синие сферы соответствуют катионам Ag⁺, в то время как желтые анионы S^2-. Ag₂S является полиморфным, что означает, что он может принимать несколько кристаллических систем при определенных температурных условиях.

Как? Через фазовый переход. Ионы переставляются таким образом, что повышение температуры и колебания твердого тела не нарушают электростатического равновесия притяжения-отталкивания. Когда это происходит, говорят, что существует фазовый переход, и поэтому твердое тело проявляет новые физические свойства (такие как блеск и цвет)..

Ag₂S при нормальной температуре (ниже 179ºC), он имеет моноклинную кристаллическую структуру (α-Ag₂S). Помимо этой твердой фазы есть еще две: ОЦК (кубический с центром в теле) между 179 и 586ºC, и ГЦК (кубический с центром на гранях) при очень высоких температурах (δ-Ag₂S).

Минерал аргентита состоит из ГЦК-фазы, также известной как β-Ag₂S. После охлаждения и превращения в скалы, их структурные особенности преобладают вместе. Следовательно, обе кристаллические структуры сосуществуют: моноклинная и ОЦК. Следовательно, черные тела с яркими и интересными оттенками появляются.

свойства

Молекулярный вес

247.80 г / моль

внешний вид

Серовато-черные кристаллы

запах

туалет.

Точка плавления

836ºC. Эта величина согласуется с тем, что Ag₂S представляет собой соединение с небольшим ионным характером и, следовательно, плавится при температуре ниже 1000ºC.

растворимость

В воде всего 6,21 ∙ 10^-15 г / л при 25ºC. То есть количество черного твердого вещества, которое растворяется, незначительно. Это, опять же, связано с небольшим полярным характером связи Ag-S, где нет существенной разницы в электроотрицательности между обоими атомами.

Кроме того, Ag₂S нерастворим во всех растворителях. Ни одна молекула не может эффективно отделить свои кристаллические слои от ионов Ag⁺ и S^2- сольватирован.

структура

На изображении структуры также видны четыре слоя связей S-Ag-S, которые движутся друг над другом, когда твердое тело подвергается пониманию. Такое поведение означает, что, несмотря на то, что он является полупроводником, он пластичен, как и многие металлы при комнатной температуре..

Слои S-Ag-S подходят правильно из-за их угловой геометрии, которые наблюдаются как зигзаг. Обладая силой понимания, они движутся по оси смещения, вызывая новые нековалентные взаимодействия между атомами серебра и серы..

Показатель преломления

2,2

Диэлектрическая проницаемость

6

электронный

Ag₂S - амфотерный полупроводник, то есть он ведет себя так, как если бы он был N  и типа р. Он также не хрупкий, поэтому его изучали для применения в электронных устройствах..

Редукционная реакция

Ag₂S можно уменьшить до металлического серебра, облив черные кусочки горячей водой, NaOH, алюминием и солью. Происходит следующая реакция:

3AG₂S (s) + 2Al (s) + 3H₂O (l) => 6Ag (s) + 3H₂S (ac) + Al₂О₃(S),

номенклатура

Серебро, чья электронная конфигурация [Kr] 4d¹⁰5S¹, он может потерять только один электрон: тот, что находится на его самой внешней орбите 5 с. Таким образом, Ag катион⁺ остается с электронной конфигурацией [Kr] 4d¹⁰. Следовательно, он имеет уникальную валентность +1, которая определяет, как его соединения следует называть.

Сера, с другой стороны, имеет электронную конфигурацию [Ne] 3s²3p⁴, и ему нужно два электрона для завершения своего валентного октета. Когда он получает эти два электрона (из серебра), он превращается в анион серы, S^2-, с конфигурацией [Ar]. То есть это изоэлектронный благородный газ аргона.

Так что Ag₂S следует называть в соответствии со следующими номенклатурами:

Систематика

обезьянасульфид дисеребро. Здесь мы рассмотрим количество атомов каждого элемента и обозначены префиксами греческих числителей.

акции

Сульфид серебра. При уникальной валентности +1 она не указывается римскими цифрами в скобках: сульфид серебра (I); что неверно.

традиционный

Sulfuro argéntICO. Поскольку серебро «работает» с валентностью +1, к его имени добавляется суффикс -ico. Argentum на латыни.

приложений

Некоторые из новых применений Ag₂S следующие:

-Растворы окраски их наночастиц (с различными размерами), обладают антибактериальной активностью, не токсичны, и, следовательно, могут быть использованы в областях медицины и биологии.

-Их наночастицы могут образовывать так называемые квантовые точки. Они поглощают и испускают излучение с большей интенсивностью, чем многие органические флуоресцентные молекулы, поэтому они могут вытеснить последние в качестве биологических маркеров.

-Структуры α-Ag₂S заставляют его проявлять поразительные электронные свойства для использования в качестве солнечных элементов. Он также представляет собой отправную точку для синтеза новых термоэлектрических материалов и датчиков.

ссылки

1. Марк Пеплоу. (17 апреля 2018 г.) Полупроводниковый сульфид серебра растягивается как металл. Взято из: cen.acs.org
2. Сотрудничество: Авторы и редакторы тома III / 17E-17F-41C () Кристаллическая структура сульфида серебра (Ag2S). В: Маделунг О., Рёсслер У., Шульц М. (ред.) Нететраэдрически связанные элементы и бинарные соединения I. Ландольт-Бёрнштейн - конденсированная среда III группы (числовые данные и функциональные связи в науке и технике), том 41C. Спрингер, Берлин, Гейдельберг.
3. Wikipedia. (2018). Сульфид серебра. Взято из: en.wikipedia.org
4. Станислав Иванович Садовников и кол. (Июль 2016 г.) Ag₂Наночастицы и коллоидные растворы сульфида серебра: синтез и свойства. Взято из: sciencedirect.com
5. Азо Материалы. (2018). Сульфид серебра (Ag₂S) Полупроводники. Взято из: azom.com
6. А. Нвофе. (2015). Перспективы и проблемы тонких пленок сульфида серебра: обзор. Отдел материаловедения и возобновляемых источников энергии, факультет промышленной физики, Государственный университет Эбони, Абакалики, Нигерия.
7. UMassAmherst. (2011). Демонстрация лекций: чистка потускневшего серебра. Взято из: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Исследование. (2018). Что такое сульфид серебра? - Химическая формула и использование. Взято из: study.com