Sølv sulfid (Ag2S) struktur, egenskaber, nomenklatur, anvendelser



den sølvsulfid er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er Ag2S. Det består af et sortgråt faststof dannet af Ag kationer+ og anioner S2- i et forhold på 2: 1. S2- det er meget beslægtet med ag+, fordi begge er bløde ioner, og de formår at stabilisere sig med hinanden.

Sølv ornamenter har tendens til at mørkere, mister deres karakteristiske glans. Farveændringen er ikke et produkt af oxidationen af ​​sølvet, men af ​​dets reaktion med hydrogensulfidet, der er til stede i miljøet ved lave koncentrationer; Dette kan stamme fra rotting eller nedbrydning af planter, dyr eller fødevarer, der er rige på svovl.

H2S, hvis molekyle bærer et svovlatom, reagerer med sølv ifølge den følgende kemiske ligning: 2Ag (s) + H2S (g) => Ag2S (s) + H2(G)

Derfor er Ag2S er ansvarlig for de sorte lag dannet på sølv. Men i naturen kan dette svovl også findes i acantita og argentita mineraler. De to mineraler adskiller sig fra mange andre ved deres sorte og lyse krystaller, ligesom den af ​​det faste stof i det øvre billede.

Ag2S præsenterer polymorfe strukturer, elektroniske egenskaber og attraktive optoelektroniske, er halvleder og lover at være materiale til fremstilling af fotovoltaiske indretninger, såsom solceller.

indeks

  • 1 struktur
  • 2 Egenskaber
    • 2,1 Molekylvægt
    • 2.2 Udseende
    • 2.3 lugt
    • 2.4 Smeltepunkt
    • 2,5 opløselighed
    • 2.6 struktur
    • 2,7 brydningsindeks
    • 2,8 Dielektrisk konstant
    • 2.9 Elektronik
    • 2.10 Reduktionsreaktion
  • 3 nomenklaturen
    • 3.1 Systematik
    • 3,2 lager
    • 3.3 Traditionel
  • 4 anvendelser
  • 5 referencer

struktur

Den krystallinske struktur af sølvsulfid er illustreret i det øvre billede. De blå kugler svarer til Ag kationerne+, mens de gule til anionerne S2-. Ag2S er polymorf, hvilket betyder at det kan vedtage flere krystallinske systemer under visse temperaturforhold.

Hvordan? Gennem en faseovergang. Ionerne omarrangeres på en sådan måde, at stigningen i temperaturen og vibrationerne af det faste stof ikke forstyrrer den elektrostatiske tiltræknings-afstødningsligevægt. Når dette sker, siges det, at der er en faseovergang, og det faste stof udviser derfor nye fysiske egenskaber (såsom glans og farve).

Ag2S ved normale temperaturer (lavere end 179ºC), har den en monoklinisk krystallinsk struktur (a-Ag2S). Ud over denne faste fase er der andre to: bcc (organ centreret kubisk) mellem 179 til 586ºC, og fcc (kubisk fladecentreret) ved meget høje temperaturer (Ag δ-2S).

Argentitmineralet består af fcc-fasen, også kendt som β-Ag2S. Når de er afkølet og omdannet til en klippe, råder deres strukturelle egenskaber kombineret. Derfor eksisterer begge krystalstrukturer: de monokliniske og bcc. Derfor fremkommer sorte faste stoffer med lyse og interessante overtoner.

egenskaber

Molekylvægt

247,80 g / mol

udseende

Gråskårne sorte krystaller

lugt

toilet.

Smeltepunkt

836ºC. Denne værdi er i overensstemmelse med, at Ag2S er en forbindelse med ringe ionisk karakter og smelter derfor ved temperaturer under 1000ºC.

opløselighed

I vand kun 6,21 ∙ 10-15 g / l ved 25 ° C. Det vil sige, mængden af ​​det sorte faste stof, som er opløst, er ubetydelig. Dette skyldes igen den lille polære karakter af Ag-S-bindingen, hvor der ikke er nogen signifikant forskel på elektronegativitet mellem begge atomer.

Også Ag2S er uopløseligt i alle opløsningsmidler. Ingen molekyle kan effektivt adskille sine krystallinske lag i Ag ioner+ og S2- solvatiseret.

struktur

Fire lag S-Ag-S-bindinger kan også ses i strukturen, som bevæger sig over hinanden, når det faste stof udsættes for forståelse. Denne adfærd betyder, at det på trods af halvleder er duktilt som mange metaller ved stuetemperatur.

S-Ag-S-lagene passer ordentligt på grund af deres vinkelgeometrier, der observeres som en zigzag. At have en forståelseskraft flytter disse på en forskydningsakse, hvilket medfører nye ikke-kovalente interaktioner mellem atomer af sølv og svovl.

Brydningsindeks

2.2

Dielektrisk konstant

6

elektronisk

Ag2S er en amfotær halvleder, det vil sige det opfører sig som om det var af typen n  og af typen p. Det er heller ikke skørt, så det er blevet undersøgt for dets anvendelse i elektroniske enheder.

Reduktionsreaktion

Ag2S kan reduceres til metallisk sølv ved at bade de sorte stykker med varmt vand, NaOH, aluminium og salt. Følgende reaktion finder sted:

3AG2S (s) + 2Al (s) + 3H2O (1) => 6Ag (s) + 3H2S (ac) + Al2O3(S)

nomenklatur

Sølv, hvis elektroniske konfiguration er [Kr] 4d105S1, det kan kun tabe en elektron: dens yderste orbital 5s. Således er kationen+ forbliver med en elektronisk konfiguration [Kr] 4d10. Derfor har den en unik valens på +1, som bestemmer hvordan dens forbindelser skal kaldes.

Svovl har på den anden side elektronisk konfiguration [Ne] 3s23p4, og det har brug for to elektroner til at fuldføre sin valence-oktet. Når det vinder disse to elektroner (fra sølv), transformeres det til svovlanionet, S2-, med konfiguration [Ar]. Det vil sige, det er isoelektronisk for argon ædelgas.

Så at Ag2S skal kaldes i henhold til følgende nomenklaturer:

Systematik

abesulfid disølv. Her overvejer vi antallet af atomer af hvert element og er angivet med præfikserne for græske tællere.

lager

Sølv sulfid. Når man har en unik valens på +1, er den ikke angivet med romerske tal i parentes: sølvsulfid (I); hvilket er ukorrekt.

traditionelle

Sulfuro argéntico. Da sølv "virker" med en valens på +1, tilføjes suffikatet -ico til dets navn Argentum på latin.

applikationer

Nogle af de nye anvendelser til Ag2S er følgende:

-Det kolloide nanopartiklen (med forskellige størrelser), opløsninger har antibakteriel aktivitet, er ikke giftige og kan derfor anvendes inden for områderne medicin og biologi.

-Deres nanopartikler kan danne det såkaldte quantum dots. Disse absorberer og udsender stråling med større intensitet end mange organiske fluorescerende molekyler, så de kan erstatte sidstnævnte som biologiske markører.

-A-Ags strukturer2S gør det til at udvise slående elektroniske egenskaber, der skal bruges som solceller. Det repræsenterer også et udgangspunkt for syntesen af ​​nye termoelektriske materialer og sensorer.

referencer

  1. Mark Peplow. (17. april 2018). Halvleder sølv sulfid strækker sig som metal. Modtaget fra: cen.acs.org
  2. Samarbejde: Forfattere og redaktører af volumen III / 17E-17F-41C () Sølv sulfid (Ag2S) krystal struktur. I: O. Madelung, U. Rössler, Schulz M. (eds) Ikke-tetraedrisk Bonded Elementer og Binary Forbindelser I. Landolt-Börnstein - Condensed Matter Gruppe III (Numerical Data og funktionelle forhold i videnskab og teknologi), vol 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
  3. Wikipedia. (2018). Sølv sulfid. Hentet fra: en.wikipedia.org
  4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Juli 2016). Ag2S sølvsulfid nanopartikler og kolloide løsninger: Syntese og egenskaber. Modtaget fra: sciencedirect.com
  5. Azo Materials. (2018). Sølvsulfid (Ag2S) Halvledere. Hentet fra: azom.com
  6. A. Nwofe. (2015). Udsigter og udfordringer af sølv sulfid tynde film: En anmeldelse. Division of Materials Science & Renewable Energy, Institut for Industriel Fysik, Ebonyi State University, Abakaliki, Nigeria.
  7. UMassAmherst. (2011). Forelæsningsdemonstrationer: Rengøring af tarneret sølv. Modtaget fra lecturedemos.chem.umass.edu
  8. Undersøgelse. (2018). Hvad er Silver Sulfide? - Kemisk formel og anvendelser. Modtaget fra: study.com