СУЛЬФІД СРІБЛА (AG2S): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Сульфід срібла являє собою неорганічну сполуку , хімічна формула якого Ag ₂ S. Він складається з сіро-чорного твердого речовини , утворений катіона Ag ⁺ і аніони S ² в 2: 1. S ^2- дуже схожий на Ag ⁺ , оскільки обидва є м'якими іонами і їм вдається стабілізуватися один з одним.

Срібні орнаменти, як правило, темніють, втрачаючи характерний блиск. Зміна кольору - це не продукт окислення срібла, а його реакція із сірководнем, присутнім у навколишньому середовищі при низьких концентраціях; Це може відбуватися внаслідок гниття або деградації рослин, тварин або продуктів, багатих сіркою.

Джерело: Роб Лавінський, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, через Wikimedia Commons

H ₂ S, молекула якої містить атом сірки, вступає в реакцію зі сріблом за таким хімічним рівнянням: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Тому Ag ₂ S відповідає за чорні шари, сформовані на сріблі. Однак у природі цей сульфід також можна знайти в мінералах Акантіт та Аргентит. Два мінерали відрізняються від багатьох інших своїми блискучими чорними кристалами, як тверда речовина на зображенні вище.

Ag ₂ S має поліморфні структури, привабливі електронні та оптоелектронні властивості, є напівпровідником і обіцяє бути матеріалом для виробництва фотоелектричних пристроїв, таких як сонячні батареї.

Будова

Джерело: Автор CCoil, від Wikimedia Commons

Верхнє зображення ілюструє кристалічну структуру сульфіду срібла. Сині сфери відповідають катіонам Ag ⁺ , а жовті - S ^2- аніонам . Ag ₂ S є поліморфним, це означає, що він може приймати різні кристалічні системи в певних температурних умовах.

Як? Через фазовий перехід. Іони переставляються таким чином, що підвищення температури та коливання твердого речовини не порушують електростатичного притягувально-відштовхувального балансу. Коли це відбувається, кажуть, що відбувається фазовий перехід, і тверда речовина, таким чином, проявляє нові фізичні властивості (наприклад, блиск і колір).

Ag ₂ S при нормальних температурах (нижче 179ºC) має моноклінічну кристалічну структуру (α-Ag ₂ S). Окрім цієї твердої фази, є ще два: ОЦК (кубічний з центром на тілі) між 179 до 586ºC, і FCC (кубічний з центром на гранях) при дуже високій температурі (δ- Ag ₂ S).

Аргентитовий мінерал складається з фази FCC, також відомої як β-Ag ₂ S. Після охолодження та перетворення в акантит його структурні особливості переважають у поєднанні. Тому обидві кристалічні структури співіснують: моноклініка та ОЦК. Звідси виходять чорні суцільні речовини з яскравими та цікавими обертонами.

Властивості

Молекулярна маса

247,80 г / моль

Зовнішній вигляд

Сірувато-чорні кристали

Запах

Туалет.

Точка плавлення

836 ° С. Це значення узгоджується з тим, що Ag ₂ S є сполукою з малою іонною характеристикою і, отже, плавиться при температурі нижче 1000 ° C.

Розчинність

Лише у воді 6,21 ∙ 10 ^-15 г / л при 25ºC. Тобто кількість чорного твердого речовини, яке розчиняється, незначне. Це, знову ж таки, пов’язано з низьким полярним характером зв’язку Ag-S, де немає значної різниці в електронегативності між двома атомами.

Також Ag ₂ S нерозчинний у всіх розчинниках. Жодна молекула не може ефективно розділити свої кристалічні шари на сольватированні іони Ag ⁺ і S ^2- .

Будова

На зображенні структури також можна побачити чотири шари зв’язків S-Ag-S, які рухаються один над одним, коли тверда речовина піддається стискуванню. Така поведінка означає, що, незважаючи на те, що є напівпровідником, він пластичний, як і багато металів при кімнатній температурі.

Шари S-Ag-S підходять належним чином завдяки кутовій геометрії, яку розглядають як зигзаг. Оскільки існує сила стиснення, вони рухаються по осі переміщення, викликаючи таким чином нові нековалентні взаємодії між атомами срібла та сірки.

Показник заломлення

2.2

Діелектрична константа

6

Електронний

Ag ₂ S - амфотерний напівпровідник, тобто він поводиться так, ніби типу n і типу p. Він також не крихкий, тому його вивчали щодо застосування в електронних пристроях.

Реакція відновлення

Ag ₂ S можна зменшити до металевого срібла, купаючи чорні шматки гарячою водою, NaOH, алюмінієм та сіллю. Відбувається така реакція:

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

Номенклатура

Срібло, електронна конфігурація якого становить 4d ¹⁰ 5s ¹ , може втратити лише один електрон: його зовнішній орбітальний 5s. Таким чином, катіон Ag ⁺ залишається з електронною конфігурацією 4d ¹⁰ . Тому він має унікальну валентність +1, яка визначає, як слід називати його сполуки.

З іншого боку, Сірка має електронну конфігурацію 3s ² 3p ⁴ і для завершення свого валентного октету потрібні два електрони. Коли він набирає ці два електрони (зі срібла), він перетворюється на сульфідний аніон, S ^2- , з конфігурацією. Тобто це ізоелектронно до благородного газового аргону.

Отже, Ag ₂ S має бути названий відповідно до наступних номенклатур:

Систематичність

Ді- срібний моно сульфід . Тут розглядається кількість атомів кожного елемента і вони позначені префіксами грецьких чисельників.

Запас

Сульфід срібла. Оскільки він має унікальну валентність +1, він не вказується римськими цифрами в дужках: срібло (І) сульфід; що невірно.

Традиційні

Сульфідний АРГЕНТ ico . Оскільки срібло "працює" з валентністю +1, суфікс -ico додається до його латинської назви argentum.

Програми

Деякі використання роману для Ag ₂ S наступні:

-Колоїдні розчини його наночастинок (різної величини), мають антибактеріальну активність, не токсичні, а тому можуть бути використані в галузях медицини та біології.

-Ето наночастинки можуть утворювати те, що відомо як квантові точки. Вони поглинають і випромінюють випромінювання з більшою інтенсивністю, ніж багато флуоресцентні органічні молекули, тому можуть витіснити останні як біологічні маркери.

-Структури α-Ag ₂ S дозволяють проявляти вражаючі електронні властивості для використання в якості сонячних батарей. Це також є відправною точкою для синтезу нових термоелектричних матеріалів та датчиків.

Список літератури

1. Марк Пелоу. (17 квітня 2018 р.). Напівпровідниковий сульфід срібла розтягується як метал. Взяте з: cen.acs.org
2. Співпраця: Автори та редактори томів кристалів III / 17E-17F-41C () сульфіду срібла (Ag2S). У: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (eds) Нететраедрально пов'язані елементи та бінарні сполуки I. Landolt-Börnstein - III конденсована речовина (числові дані та функціональні зв'язки в науці та техніці), т. 41С. Спрингер, Берлін, Гейдельберг.
3. Вікіпедія. (2018). Сульфід срібла. Взято з: en.wikipedia.org
4. Садовников Станіслав Іванович та кол. (Липень 2016 р.). Наночастинки та колоїдні розчини сульфіду срібла Ag ₂ S: Синтез та властивості. Взято з: sciencedirect.com
5. Азо Матеріали. (2018). Напівпровідники сульфіду срібла (Ag ₂ S). Взято з: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Перспективи та проблеми тонких плівок сульфіду срібла: огляд. Відділ матеріалознавства та відновлюваної енергії, кафедра промислової фізики, Державний університет Ебоні, Абакалікі, Нігерія.
7. UMassAmherst. (2011 р.). Демонстрація лекції: очищення забрудненого сріблом. Взято з: lecturingemos.chem.umass.edu
8. Вивчення. (2018). Що таке сульфід срібла? - Хімічна формула та використання. Взято з: study.com