EZÜST-SZULFID (AG2S): SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK ÉS FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2025

A ezüst-szulfid egy olyan szervetlen vegyület, amelynek kémiai képlete Ag ₂ S. Ez áll egy szürke-fekete, szilárd által képzett kation Ag ⁺ és anionok S ^2- 2: 1. S ^2- nagyon hasonlít a Ag ⁺, mert mindkét puhák ionokat és sikerül stabilizálni egymással.

Az ezüst dísztárgyak elsötétülnek és elveszítik jellegzetes fényüket. A színváltozás nem az ezüst oxidációjának, hanem a környezetben alacsony koncentrációban jelen lévő hidrogén-szulfiddal történő reakciójának eredménye; Ennek oka lehet a kénben gazdag növények, állatok vagy élelmiszerek rozsdásodása vagy lebomlása.

Forrás: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, a Wikimedia Commonson keresztül

H ₂ S, amelynek molekula hordoz egy kénatom, reagál ezüst az alábbi kémiai egyenlet: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Ezért, Ag ₂ S felelős a fekete réteg képződött ezüst. A természetben azonban ez a szulfid az acantit és az argentin ásványokban is megtalálható. A két ásványi anyagot sokan különbözik fényes fekete kristályoktól, mint például a fenti képen látható szilárd anyag.

Az Ag ₂ S polimorf szerkezetű, vonzó elektronikus és optoelektronikus tulajdonságokkal rendelkezik, félvezető, és ígéretes, hogy anyaga fotoelektromos eszközök, például napelemek gyártásához.

Szerkezet

Forrás: a CCoil által, a Wikimedia Commonsból

A felső kép az ezüst-szulfid kristályszerkezetét szemlélteti. A kék gömb az Ag ⁺ kationoknak felel meg, míg a sárga gömb az S ^2- anionoknak. Ag ₂ S polimorf, ami azt jelenti, hogy elfogadja a különböző kristály rendszerek bizonyos hőmérsékleti körülmények között.

Hogyan? Fázisátmeneten keresztül. Az ionokat oly módon rendezzük át, hogy a szilárd anyag hőmérséklete és rezgései ne zavarják az elektrosztatikus vonzerő-visszatérési egyensúlyt. Amikor ez megtörténik, azt mondják, hogy van egy fázisátmenet, és így a szilárd anyag új fizikai tulajdonságokkal rendelkezik (például fénye és színe).

Az Ag ₂ S normál hőmérsékleten (179 ° C alatt) monoklin kristályszerkezettel rendelkezik (α-Ag ₂ S). Ezen a szilárd fázison kívül két másik van: a bcc (a test közepére eső köbméter) 179–586 ° C hőmérsékleten, és az fcc (kocka közepén az arcok) nagyon magas hőmérsékleten (δ-Ag ₂ S).

Az argentit ásvány a fcc-fázisból áll, amelyet β-Ag ₂ S néven is ismertek. Hűtve és az akantitmá alakítva, szerkezeti jellemzői együttesen érvényesülnek. Ezért mindkét kristályszerkezet létezik egymás mellett: a monoklinikus és a bcc. Ezért fényes és érdekes felhanggal rendelkező fekete szilárd anyagok jelennek meg.

Tulajdonságok

Molekuláris tömeg

247,80 g / mol

Megjelenés

Szürkés fekete kristályok

Szag

WC.

Olvadáspont

836 ° C Ez az érték megegyezik a tény, hogy Ag ₂ S egy olyan vegyület, kevés ionos jellege, és ezért megolvad alatti hőmérsékleten 1000ºC.

Oldhatóság

Csak vízben 6,21 ∙ 10 ^-15 g / L 25ºC-on. Vagyis az oldható fekete szilárd anyag mennyisége elhanyagolható. Ez ismét az Ag-S kötés alacsony poláris jellegéből fakad, ahol nincs szignifikáns különbség az elektronegativitásban a két atom között.

Továbbá, Ag ₂ S oldhatatlan oldószerekben. Egyik molekula sem képes hatékonyan elválasztani kristályos rétegeit szolvatált Ag ⁺ és S ² -ionokká.

Szerkezet

A szerkezet képén négy S-Ag-S kötésréteg is látható, amelyek egymás felett mozognak, amikor a szilárd anyagot összenyomják. Ez a viselkedés azt jelenti, hogy annak ellenére, hogy félvezető, szobahőmérsékleten sokoldalú, mint sok fémek.

Az S-Ag-S rétegek szöggeometriájuknak megfelelően illeszkednek, amelyek cikcakknak tekinthetők. Mivel egy kompressziós erő van, az elmozdulási tengelyen mozognak, ezáltal új nem kovalens kölcsönhatásokat okozva az ezüst- és a kénatomok között.

Törésmutató

2.2

Dielektromos állandó

6

Elektronikus

Ag ₂ S egy amfoter félvezető, vagyis úgy viselkedik, mintha n típusú és p típusú lenne. Ezenkívül nem törékeny, ezért tanulmányozták, hogy alkalmazható legyen-e az elektronikus eszközökben.

Redukciós reakció

Ag ₂ S lehet csökkenteni fém ezüstöt által fürdés a fekete darab forró vízzel, nátrium-hidroxid, az alumínium és a sót. A következő reakció zajlik:

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

Elnevezéstan

Silver, amelynek elektron konfiguráció 4d ¹⁰ 5s ¹, elveszíthetik csak egy elektron: a legkülső orbitális 5s. Így, az Ag ⁺ kation marad egy 4d ¹⁰ elektronikus konfiguráció. Ezért egyedülálló valenciája +1, amely meghatározza, hogy mely vegyületeket kell nevezni.

A kénnek viszont 3s ² 3p ⁴ elektronikus konfigurációja van, és két elektronra van szüksége a valencia oktett teljesítéséhez. Amikor nyer a két elektron (ezüstből), ez átalakul a szulfid anion, S ^2-, a konfigurációt. Vagyis izoelektronikus a nemesgáz argon számára.

Tehát Ag ₂ S meg kell nevezni az alábbi nevezéktan:

Szisztematikus

Di- ezüst mono -szulfid. Itt figyelembe vesszük az egyes elemek atomszámát, és a görög számlálók előtagjai vannak megjelölve.

Készlet

Ezüst-szulfid. Mivel egyedi valenciája +1, nem szerepel a zárójelben szereplő római számokkal: ezüst (I) -szulfid; ami helytelen.

Hagyományos

Sulfide ARGENT ico. Mivel az ezüst "1" valenciával "működik", az -ico utótagot hozzá kell adni argentum latin nevéhez.

Alkalmazások

Néhány új felhasználási Ag ₂ S a következők:

- A nanorészecskék (különböző méretű) kolloid oldatai antibakteriálisak, nem mérgezőek, ezért felhasználhatók az orvostudomány és a biológia területén.

-A nanorészecskék képezhetnek úgynevezett kvantumpontot. Nagyobb intenzitással absorbálnak és bocsátanak ki sugárzást, mint sok fluoreszkáló szerves molekula, így biológiai markerekként el tudják távolítani az utóbbikat.

-A struktúráit α-Ag ₂ S teszik mutatnak feltűnő elektronikus tulajdonságokat kell használni, mint napelemek. Ez egyúttal kiindulási pontot jelent az új termoelektromos anyagok és érzékelők szintéziséhez.

Irodalom

1. Mark Peplow. (2018. április 17.) A félvezető ezüst-szulfid fémként húzódik. Feltöltve: cen.acs.org
2. Együttműködés: A III / 17E-17F-41C () ezüst-szulfid (Ag2S) kristályszerkezet kötetének szerzői és szerkesztői. In: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (szerk.) Nem tetraéder kötött elemek és bináris vegyületek I. Landolt-Börnstein - III. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Ezüst-szulfid. Forrás: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (2016. július). Ag ₂ S ezüst-szulfid nanorészecskék és kolloid oldatok: szintézis és tulajdonságok. Forrás: sciencedirect.com
5. Azo anyagok. (2018). Ezüst-szulfid (Ag ₂ S) félvezetők. Forrás: azom.com
6. Nwofe. (2015). Az ezüst-szulfid vékony filmek kilátásai és kihívásai: áttekintés. Anyagtudomány és Megújuló Energia Osztály, Ipari Fizika Tanszék, Ebonyi Állami Egyetem, Abakaliki, Nigéria.
7. UMassAmherst. (2011). Előadás Bemutatók: a szennyezett ezüst tisztítása. Forrás: lecdemos.chem.umass.edu
8. Tanulmány. (2018). Mi az ezüst-szulfid? - Kémiai képlet és felhasználások. Forrás: study.com