СРЕБЪРЕН СУЛФИД (AG2S): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

В сулфид сребро е неорганично съединение, чиято химична формула е Ag ₂ S. Той се състои от сиво-черно твърдо вещество от катион Ag ⁺ и аниони S ^2- в съотношение 2: 1. S ^2- е много подобен на Ag ⁺, тъй като и двете са меки йони и те успяват да се стабилизират помежду си.

Сребърните орнаменти са склонни да потъмняват, губейки характерния си блясък. Промяната на цвета не е продукт на окисляването на среброто, а на неговата реакция с сероводород, присъстващ в околната среда при ниски концентрации; Това може да дойде от гниенето или разграждането на растения, животни или храни, богати на сяра.

Източник: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, чрез Wikimedia Commons

H ₂ S, чиято молекула носи серен атом, реагира със сребро съгласно следното химично уравнение: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Следователно, Ag ₂ S е отговорен за черните слоеве, образувани върху сребро. Въпреки това, в природата този сулфид може да се намери и в минералите акантит и аржентит. Двата минерала се отличават от много други по лъскавите си черни кристали, като твърдото на изображението по-горе.

Ag ₂ S има полиморфни структури, атрактивни електронни и оптоелектронни свойства, е полупроводник и обещава да бъде материал за производството на фотоволтаични устройства като слънчеви клетки.

структура

Източник: От CCoil, от Wikimedia Commons

Горното изображение илюстрира кристалната структура на сребърен сулфид. Сините сфери съответстват на Ag ⁺ катиони, докато жълтите сфери съответстват на S ^2- аниони. Ag ₂ S е полиморфен, което означава, че може да приема различни кристални системи при определени температурни условия.

Как? Чрез фазов преход. Йоните са пренаредени по такъв начин, че повишаването на температурата и вибрациите на твърдото вещество не нарушават електростатичното привличане-отблъскване на баланса. Когато това се случи, се казва, че има фазов преход и по този начин твърдото вещество проявява нови физични свойства (като блясък и цвят).

Ag ₂ S при нормални температури (под 179ºC) има моноклинна кристална структура (α-Ag ₂ S). В допълнение към тази твърда фаза, има още две: bcc (кубичен център в тялото) между 179 до 586 ° C, и fcc (кубичен център в лицата) при много високи температури (δ-Ag ₂ S).

Аргентитният минерал се състои от fcc фаза, известна още като β-Ag ₂ S. След като се охлади и трансформира в акантит, неговите структурни характеристики преобладават в комбинация. Следователно и двете кристални структури съществуват съвместно: моноклинната и bcc. Оттук се появяват черни твърди частици с ярки и интересни обертонове.

Имоти

Молекулно тегло

247.80 g / mol

Външен вид

Сивкаво черни кристали

миризма

Тоалетна.

Точка на топене

836 ° С. Тази стойност е съгласен с факта, че Ag ₂ S е съединение с малко нейонен характер и, следователно, се топи при температура под 1000ºC.

разтворимост

Във вода само 6.21 ∙ 10 ^-15 g / L при 25ºC. Тоест, количеството на черното твърдо вещество, което се разтваря, е незначително. Това отново се дължи на ниския полярен характер на Ag-S връзката, където няма значителна разлика в електроотрицателността между двата атома.

Също така, Ag ₂ S е неразтворим във всички разтворители. Никоя молекула не може ефективно да раздели кристалните си слоеве в разтворени Ag ⁺ и S ^2- йони.

структура

На изображението на структурата можете също да видите четири слоя S-Ag-S връзки, които се движат един върху друг, когато твърдото вещество е подложено на компресия. Това поведение означава, че въпреки че е полупроводник, той е пластичен като много метали при стайна температура.

Слоевете S-Ag-S се вписват правилно поради техните ъглови геометрии, които се разглеждат като зигзаг. Тъй като има сила на сгъстяване, те се движат по оста на изместване, като по този начин причиняват нови нековалентни взаимодействия между сребърните и серните атоми.

Рефракционен индекс

2.2

Диелектрична константа

6

електронен

Ag ₂ S е амфотерен полупроводникови, това означава, че се държи като че ли е от тип п и на тип стр. Той също не е чуплив, затова е проучен за приложението му в електронни устройства.

Реакция на редукция

Ag ₂ S може да се намали до метално сребро чрез къпане на черните парчета с гореща вода, NaOH, алуминий и сол. Провежда се следната реакция:

3Ag ₂ S (s) + 2Al (s) + 3H ₂ O (l) => 6Ag (s) + 3H ₂ S (aq) + Al ₂ O ₃ (s)

номенклатура

Среброто, чиято електронна конфигурация е 4d ¹⁰ 5s ¹, може да загуби само един електрон: най-външната му орбитална 5s. По този начин, Ag ⁺ катионът е оставен с 4d ¹⁰ електронна конфигурация. Следователно той има уникална валентност +1, която определя как трябва да се нарекат съединенията му.

Сярата, от друга страна, има електронна конфигурация 3s ² 3p ⁴ и се нуждаят от два електрона, за да завърши валентния си октет. Когато спечели тези два електрона (от сребро), той се трансформира в сулфиден анион, S ^2-, с конфигурация. Тоест, той е изоелектронно към благородния газов аргон.

Така че Ag ₂ S трябва да бъде назован според следните номенклатури:

систематичен

Ди- сребърен моно сулфид. Тук се счита броят на атомите на всеки елемент и те са маркирани с префиксите на гръцки числители.

Наличност

Сребърен сулфид. Тъй като има уникална валентност +1, той не е посочен с римски цифри в скоби: сребърен (I) сулфид; което е неправилно.

традиционен

Сулфиден ARGENT ico. Тъй като среброто „работи“ с валентност +1, наставката -ico се добавя към латинското му име argentum.

Приложения

Някои от романните приложения за Ag ₂ S са както следва:

-Колоидните разтвори на наночастиците му (с различни размери), имат антибактериална активност, не са токсични и затова могат да се използват в областта на медицината и биологията.

-Наночастиците могат да образуват това, което е известно като квантови точки. Те абсорбират и излъчват радиация с по-голяма интензивност от много флуоресцентни органични молекули, така че могат да изместват последните като биологични маркери.

-В структури на α-Ag ₂ S правят проявяват забележителните електронни свойства, които се използват като слънчеви клетки. Той също така представлява отправна точка за синтеза на нови термоелектрични материали и сензори.

Препратки

1. Марк Пелоу. (17 април 2018 г.). Полупроводниковият сребърен сулфид се разтяга като метал. Взета от: cen.acs.org
2. Сътрудничество: Автори и редактори на кристалите на томовете III / 17E-17F-41C () Сребърен сулфид (Ag2S). В: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (eds) Нететраедрично свързани елементи и двоични съединения I. Landolt-Börnstein - III кондензирана материя (числени данни и функционални връзки в науката и технологиите), том 41C. Спрингер, Берлин, Хайделберг.
3. Wikipedia. (2018). Сребърен сулфид. Взета от: en.wikipedia.org
4. Станислав И. Садовников & кол. (Юли 2016 г.). Ag ₂ S сребърни сулфидни наночастици и колоидни разтвори: Синтез и свойства. Взета от: sciencedirect.com
5. Азо материали. (2018). Полупроводници на сребърен сулфид (Ag ₂ S). Взета от: azom.com
6. А. Nwofe. (2015). Перспективи и предизвикателства на тънките филми от сребърен сулфид: Преглед. Отдел „Материалознание и възобновяема енергия“, Катедра по индустриална физика, Държавен университет в Ebonyi, Абакалики, Нигерия.
7. UMassAmherst. (2011 г.). Демонстрации на лекция: почистване на омазано сребро. Взета от: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Изследване. (2018). Какво е сребърен сулфид? - Химична формула и приложения. Взета от: study.com