SULFID STŘÍBRNÝ (AG2S): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Sulfid stříbrný je anorganická sloučenina, jejíž chemický vzorec je Ag ₂ S. Je složena z šedočerná pevná látka kationtovou Ag ⁺ a anionty S ² v poměru 2: 1. S ^2- je velmi podobný Ag ⁺, protože oba jsou měkké ionty a dokáží se navzájem stabilizovat.

Stříbrné ozdoby mají tendenci ztmavnout a ztrácet svůj charakteristický lesk. Změna barvy není produktem oxidace stříbra, ale jeho reakcí se sirovodíkem přítomným v prostředí při nízkých koncentracích; To může pocházet z hniloby nebo degradace rostlin, zvířat nebo potravin bohatých na síru.

Zdroj: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, přes Wikimedia Commons

H ₂ S, jehož molekula nese atom síry, reaguje se stříbrem podle následující chemické rovnice: 2AG (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Ag ₂ S je tedy zodpovědný za černé vrstvy vytvořené na stříbře. V přírodě se však tento sulfid nachází také v minerálech Acantite a Argentite. Tyto dva minerály se od ostatních liší svými lesklými černými krystaly jako pevná látka na obrázku výše.

Ag ₂ S má polymorfní struktury, atraktivní elektronické a optoelektronické vlastnosti, je polovodič a slibuje, že bude materiálem pro výrobu fotovoltaických zařízení, jako jsou solární články.

Struktura

Zdroj: CCoil, z Wikimedia Commons

Horní obrázek ilustruje krystalovou strukturu sulfidu stříbrného. Modré koule odpovídají Ag ⁺ kationtů, zatímco žluté koule odpovídají S ^2- anionty. Ag ₂ S je polymorfní, což znamená, že za určitých teplotních podmínek může přijmout různé krystalové systémy.

Jak? Prostřednictvím fázového přechodu. Ionty jsou uspořádány tak, aby zvýšení teploty a vibrace pevné látky nenarušovaly rovnováhu elektrostatického přitahování a odpuzování. Když k tomu dojde, říká se, že dochází k fázovému přechodu a pevná látka tak vykazuje nové fyzikální vlastnosti (jako je lesk a barva).

Ag ₂ S při normálních teplotách (pod 179 ° C) má monoklinickou krystalickou strukturu (a-Ag ₂ S). Kromě této pevné fáze existují ještě dvě další: bcc (kubický střed na těle) mezi 179 až 586 ° C, a fcc (kubický na střed na obličeji) při velmi vysokých teplotách (5 - Ag ₂ S).

Argentitový minerál se skládá z fáze fcc, známé také jako β-Ag ₂ S. Jakmile se ochladí a transformuje na akantit, převládají jeho strukturální vlastnosti v kombinaci. Proto existují obě krystalické struktury: monoklinická a bcc. Vznikají tedy černé pevné látky se světlými a zajímavými podtóny.

Vlastnosti

Molekulární váha

247,80 g / mol

Vzhled

Šedavě černé krystaly

Zápach

Toaleta.

Bod tání

836 ° C Tato hodnota souhlasí se skutečností, že Ag ₂ S je sloučenina s malým iontovým charakterem, a proto taje při teplotách pod 1000 ° C.

Rozpustnost

Ve vodě pouze 6,21 ∙ 10 - ¹⁵ g / l při 25 ° C. To znamená, že množství černé pevné látky, která je rozpuštěná, je zanedbatelné. To je opět způsobeno nízkým polárním charakterem vazby Ag-S, kde není žádný významný rozdíl v elektronegativitě mezi dvěma atomy.

Ag ₂ S je také nerozpustný ve všech rozpouštědlech. Žádná molekula nemůže účinně oddělit své krystalické vrstvy na solvatované ionty Ag ⁺ a S ^2-.

Struktura

Na obrázku struktury můžete také vidět čtyři vrstvy svazků S-Ag-S, které se pohybují navzájem, když je těleso stlačeno. Toto chování znamená, že navzdory tomu, že je polovodičem, je při pokojové teplotě tažné jako mnoho kovů.

Vrstvy S-Ag-S správně zapadají díky jejich úhlovým geometriím, které jsou považovány za klikatá. Protože existuje kompresní síla, pohybují se po ose posunu, čímž způsobují nové nekovalentní interakce mezi atomy stříbra a síry.

Index lomu

2.2

Dielektrická konstanta

6

Elektronický

Ag ₂ S je amfoterní polovodič, to znamená, že se chová, jako by byl typu n a typu p. Není také křehký, takže byl zkoumán pro jeho použití v elektronických zařízeních.

Redukční reakce

Ag ₂ S lze redukovat na kovové stříbro koupáním černých kousků horkou vodou, NaOH, hliníkem a solí. Probíhá následující reakce:

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

Nomenklatura

Stříbro, jehož konfigurace je elektron 4d ¹⁰ 5s ¹, může ztratit pouze jeden elektron: krajní orbitální 5s. To znamená, že Ag ⁺ kation je vlevo s 4d ¹⁰ elektronické konfigurace. Proto má jedinečnou valenci +1, která určuje, jak by se její sloučeniny měly nazývat.

Síra má na druhé straně elektronickou konfiguraci 3s ² 3p ⁴ a pro dokončení valenčního oktetu potřebuje dva elektrony. Když získá tyto dva elektrony (ze stříbra), transformuje se na sulfidový anion, S ^2-, s konfigurací. To znamená, že je izoelektrický vůči argonu ušlechtilého plynu.

Ag ₂ S tedy musí být pojmenován podle následujících nomenklatur:

Systematický

Di- stříbro mono sulfid. Zde se vezme v úvahu počet atomů každého prvku a jsou označeny předponami řeckých čitatelů.

Skladem

Sulfid stříbrný. Protože má jedinečnou valenci +1, není v římských závorkách specifikována římskými číslicemi: sulfid stříbrný (I); což je nesprávné.

Tradiční

Sulfid ARGENT ico. Protože stříbro „pracuje“ s valencí +1, přidává se přípona -ico ke svému latinskému názvu argentum.

Aplikace

Některá nová použití pro Ag ₂ S jsou následující:

- Koloidní roztoky svých nanočástic (s různými velikostmi), mají antibakteriální aktivitu, nejsou toxické, a proto mohou být použity v oblasti medicíny a biologie.

-Její nanočástice mohou tvořit tzv. Kvantové tečky. Absorbují a emitují záření s větší intenzitou než mnoho fluorescenčních organických molekul, takže je mohou nahradit jako biologické markery.

- Struktury α-Ag ₂ S způsobují, že vykazují výrazné elektronické vlastnosti, které mohou být použity jako solární články. Představuje také výchozí bod pro syntézu nových termoelektrických materiálů a senzorů.

Reference

1. Mark Peplow. (17. dubna 2018). Polovodičový sulfid stříbra se táhne jako kov. Převzato z: cen.acs.org
2. Spolupráce: Autoři a editoři krystalové struktury objemů III / 17E-17F-41C () sulfidu stříbrného (Ag2S). In: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (eds) netetrahedrálně vázané prvky a binární sloučeniny I. Landolt-Börnstein - skupina III - kondenzované záležitosti (číselné údaje a funkční vztahy ve vědě a technologii), svazek 41C. Springer, Berlín, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Sulfid stříbrný. Převzato z: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Červenec 2016). Nanočástice sulfidu stříbra Ag ₂ S a koloidní roztoky: Syntéza a vlastnosti. Převzato z: sciposedirect.com
5. Azo Materials. (2018). Polovodiče Sulfidu stříbrného (Ag ₂ S). Převzato z: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Vyhlídky a výzvy tenkých vrstev sulfidu stříbra: Přehled. Oddělení materiálových věd a obnovitelné energie, Katedra průmyslové fyziky, Ebonyi State University, Abakaliki, Nigérie.
7. UMassAmherst. (2011). Demonstrace přednášek: čištění poškvrneného stříbra. Převzato z: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Studie. (2018). Co je to sulfid stříbrný? - Chemický vzorec a použití. Převzato z: study.com