ОКСИД СРІБЛА (AG2O): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Оксид срібла являє собою неорганічну сполуку , хімічна формула якого Ag ₂ O. зв'язування атомів сила повністю іонної в природі; отже, він складається з іонного твердого речовини, де є частка двох катіонів Ag ^{+, що} взаємодіють електростатично з аніоном O ^2- .

Оксидний аніон, O ^2- , є результатом взаємодії атомів срібла на поверхні з киснем у навколишньому середовищі; майже так само, як це робить залізо та багато інших металів. Замість почервоніння і обсипання іржі шматочок або коштовність срібла стають чорними, характерними для оксиду срібла.

Піксабай

Наприклад, на зображенні вище можна побачити чашку з окисленим сріблом. Зверніть увагу на його почорнілу поверхню, хоча вона все ще зберігає деякий декоративний блиск; саме тому навіть окислені срібні предмети можна вважати досить привабливими для декоративного використання.

Властивості оксиду срібла такі, що вони, на перший погляд, не з'їдаються на початковій поверхні металу. Він утворюється при кімнатній температурі шляхом простого контакту з киснем у повітрі; і ще цікавіше, що він може розкладатися при високій температурі (вище 200 ° C).

Це означає, що якби скло на малюнку було схоплено, і на нього нанесло тепло інтенсивного полум'я, воно поверне собі сріблясте сяйво. Тому його утворення є термодинамічно оборотним процесом.

Оксид срібла також має інші властивості і, крім своєї простої формули Ag ₂ O, охоплює складні структурні структури та багату різноманітність твердих речовин. Однак Ag ₂ O, мабуть, поряд із Ag ₂ O ₃ є найбільш репрезентативним оксидами срібла.

Структура оксиду срібла

Джерело: CCoil, від Wikimedia Commons

Як складається його структура? Як згадувалося на початку: це іонне тверде тіло. З цієї причини в його структурі не може бути ні ковалентних зв'язків Ag-O, ні Ag = O; оскільки, якби вони були, властивості цього оксиду кардинально змінилися б. Потім іони Ag ⁺ і O ^2- у співвідношенні 2: 1 і відчувають електростатичне тяжіння.

Отже, структура оксиду срібла визначається тим, як іонні сили розташовують в просторі іони Ag ⁺ і O ^2- .

Наприклад, на зображенні вище, наприклад, є одинична комірка для кубічної кристалічної системи: катіони Ag ⁺ - сріблясто-сині сфери, а O ^{2 -} сфери червонуватого кольору .

Якщо підрахувати кількість сфер, то буде встановлено, що неозброєним оком є ​​дев’ять сріблясто-синіх та чотири червоних. Однак розглядаються лише фрагменти сфер, що містяться в кубі; Враховуючи їх, будучи частками від загальних сфер, співвідношення 2: 1 для Ag ₂ O повинно бути дотримано .

Повторюючи структурний підрозділ тетраедра AgO _4, оточений чотирма іншими Ag ⁺ , будується весь чорний твердий матеріал (ігноруючи отвори або нерівності, які можуть мати ці кристалічні композиції).

Змінюється з валентним числом

Зосередившись тепер не на тетраедрі AgO _4, а на лінії AgOAg (спостерігайте за вершинами верхнього куба), ми матимемо те, що твердий оксид срібла складається з іншого погляду з декількох шарів іонів, розташованих лінійно (хоча і похило). Все це в результаті "молекулярної" геометрії навколо Ag ⁺ .

Це підтверджується кількома дослідженнями його іонної структури.

Срібло працює переважно з валентністю +1, оскільки при втраті електрона його електронна конфігурація дорівнює 4d ¹⁰ , що є дуже стабільним. Інші валентності, такі як Ag ²⁺ і Ag ³⁺ , менш стійкі, оскільки втрачають електрони з майже повних d орбіталей.

Однак іон Ag ³⁺ порівняно менш Ag ²⁺ порівняно менш нестабільний . Насправді він може співіснувати в компанії Ag ^+, хімічно збагачуючи структуру.

Його електронна конфігурація - 4d ⁸ , з неспареними електронами таким чином, що надає їй певної стабільності.

На відміну від лінійних геометрій навколо іонів Ag ⁺ , було встановлено, що іони Ag ³⁺ є квадратною площиною. Отже, оксид срібла з іонами Ag ³⁺ складався б із шарів, складених з квадратів AgO ₄ (не тетраедрів), електростатично пов'язаних лініями AgOAg; такий випадок Ag ₄ O ₄ або Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ з моноклінічною структурою.

Фізичні та хімічні властивості

Джерело: Benjah-bmm27, з Вікісховища

Вичісування поверхні срібної чашки на головному зображенні призведе до отримання твердої речовини, яка має не тільки чорний колір, але також має відтінки коричневого або коричневого (верхнє зображення). Деякі його фізичні та хімічні властивості, про які повідомляється на даний момент, такі:

Молекулярна маса

231,735 г / моль

Зовнішній вигляд

Чорно-коричнева тверда речовина у вигляді порошку (зауважте, що незважаючи на те, що є іонним твердим речовиною, воно не має кристалічного вигляду). Він не має запаху і змішаний з водою надає металевому смаку

Щільність

7,14 г / мл

Точка плавлення

277-300 ° С. Безумовно, він плавиться у твердому сріблі; тобто він, ймовірно, розкладається до утворення рідкого оксиду.

Kps

1,52 ∙ 10 ^-8 у воді при температурі 20 ° C. Тому це з'єднання, що важко розчинний у воді.

Розчинність

Якщо зображення його структури уважно спостерігати, буде встановлено, що сфери Ag ²⁺ і O ^2- не відрізняються майже за розмірами. Це призводить до того, що лише невеликі молекули можуть проходити через внутрішню частину кристалічної решітки, роблячи її нерозчинною майже у всіх розчинниках; за винятком тих, де вона реагує, таких як основи та кислоти.

Ковалентний характер

Хоча оксид срібла неодноразово називали іонною сполукою, певні властивості, такі як його низька температура плавлення, суперечать цьому твердженню.

Звичайно, врахування ковалентного характеру не руйнує те, що було пояснено для його структури, оскільки для структури Ag ₂ O було б достатньо додати модель сфер і брусків для позначення ковалентних зв'язків.

Аналогічно, площини тетраедрів і квадратних AgO ₄ , а також лінії AgOAg були би пов'язані ковалентними зв'язками (або іонними ковалентами).

Зважаючи на це, Ag ₂ O насправді був би полімером. Однак рекомендується розглядати його як іонну тверду речовину з ковалентним характером (природа якої зв’язку залишається викликом і сьогодні).

Розкладання

Спочатку було зазначено, що його утворення термодинамічно оборотно, тому воно поглинає тепло для повернення до свого металевого стану. Все це може бути виражене двома хімічними рівняннями для таких реакцій:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

Де Q являє тепло в рівнянні. Це пояснює, чому вогонь, що спалює поверхню чашки з окисленим сріблом, повертає її до сріблястого сяйва.

Тому важко припустити, що існує Ag ₂ O (l), оскільки він моментально розкладається від тепла; якщо тільки тиск не підвищений занадто високим, щоб отримати вказану коричневу чорну рідину.

Номенклатура

Коли можливість іонів Ag ²⁺ та Ag ³⁺ була введена на додаток до загальних та переважаючих Ag ⁺ , термін «оксид срібла» став здаватися недостатнім для позначення Ag ₂ O.

Це тому, що іон Ag ⁺ є більш рясним, ніж інші, тому Ag ₂ O приймається як єдиний оксид; що не зовсім коректно.

Якщо Ag ²⁺ вважається практично неіснуючим з огляду на його нестабільність, то матимуть лише іони з валентностями +1 і +3; тобто Ag (I) та Ag (III).

Валенсія I та III

Оскільки Ag (I) - це той, хто має найменшу валентність, його називають додаванням суфікса –oso до його імені argentum. Таким чином, Ag ₂ O: оксид срібла або, згідно з систематизованою номенклатурою, двоокис двоокису.

Якщо Ag (III) повністю ігнорувати, то його традиційною номенклатурою повинен бути: оксид срібла замість оксиду срібла.

З іншого боку, Ag (III) є найвищою валентністю, до його імені додається суфікс –ico. Таким чином, Ag ₂ O ₃ - це: оксид срібла (2 іони Ag ³⁺ з трьома O ^2- ). Також його назва відповідно до систематичної номенклатури мала б: триплат диплати.

Якщо спостерігається структура Ag ₂ O ₃ , можна припустити, що вона є продуктом окислення озоном O ₃ замість кисню. Тому його ковалентний характер повинен бути більшим, оскільки це ковалентне з'єднання з зв'язками Ag-OOO-Ag або Ag-O ₃ -Ag.

Систематична номенклатура складних оксидів срібла

AgO, також написаний як Ag ₄ O ₄ або Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , є оксидом срібла (I, III), оскільки має як +1, так і +3 валентності. Його назва відповідно до систематичної номенклатури мала б: тетраоксид тетраплати.

Ця номенклатура дуже допомагає, коли мова йде про інші стехіометрично складні оксиди срібла. Наприклад, припустимо, що два тверді речовини 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ та Ag ₂ O ∙ 3Ag ₂ O ₃ .

Написання першого більш підходящим способом було б: Ag ₆ O ₅ (підрахунок та додавання атомів Ag і O). Тоді його назва мала б гексаплатовий пентоксид. Зауважимо, що цей оксид має менш багатий склад срібла, ніж Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Хоча писати другий твердий іншим способом, це було б: Ag ₈ O ₁₀ . Її назва - октаовий декаоксид срібла (із співвідношенням 8:10 або 4: 5). Цей гіпотетичний оксид срібла був би "дуже окисленим".

Програми

Дослідження в пошуках нових і складних застосувань для оксиду срібла тривають і донині. Нижче перераховані деякі його використання:

-Розчиняється в аміаку, аміачній селітрі та воді, утворюючи реагент Толленса. Цей реагент є корисним інструментом для якісного аналізу в лабораторіях з органічної хімії. Це дозволяє визначити присутність альдегідів у пробі з утворенням «срібного дзеркала» у пробірці як позитивну відповідь.

-Заодно з металевим цинком він утворює первинні батареї оксиду цинку-срібла. Це, мабуть, одне з найпоширеніших і домашніх застосувань.

- Він служить газоочисником, поглинаючи, наприклад, CO ₂ . При нагріванні він виділяє захоплені гази і може бути повторно використаний.

-Зважаючи на антимікробні властивості срібла, його оксид корисний при дослідженнях біоаналізу та очищення ґрунту.

- Це м'який окислювач, здатний окислювати альдегіди до карбонових кислот. Так само він використовується в реакції Гофмана (третинних амінів) і бере участь в інших органічних реакціях, як реагент або каталізатор.

Список літератури

1. Бергстрессер М. (2018). Оксид срібла: Формула, розкладання та утворення. Вивчення. Відновлено з: study.com
2. Автори та редактори томів III / 17E-17F-41C. (sf). Кристалічна структура оксидів срібла (Ag (x) O (y)), параметри грат. (Числові дані та функціональні зв'язки в науці та техніці), т. 41С. Спрингер, Берлін, Гейдельберг.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Потенційний вплив енергетичної обробки біополя на фізичні та теплові властивості порошку оксиду срібла. Міжнародний журнал біомедичної науки та техніки. Т. 3, № 5, с. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Салліван Р. (2012). Розкладання оксиду срібла. Університет Орегону. Відновлено з: chemdemos.uoregon.edu
5. Кремінь, Деянда. (24 квітня 2014 р.). Використання акумуляторів срібного оксиду. Наукові роботи. Відновлено: sciaching.com
6. Салман Монтасір Е. (2016). Вивчення деяких оптичних властивостей оксиду срібла (Ag2o) за допомогою UVVisible спектрофотометра. . Відновлено з: iosrjournals.org
7. Бард Аллен Дж. (1985). Стандартні потенціали у водному розчині. Марсель Декер. Відновлено з: books.google.co.ve