SULFURA DE ARGINT (AG2S): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Sulfură de argint este un compus anorganic a cărui formulă chimică este Ag ₂ S. Se compune dintr - un solid gri-negru format prin cation Ag ⁺ și anioni S ^2- în 2: 1. S ^2- este foarte asemănător cu Ag ⁺ , deoarece ambii sunt ioni moi și reușesc să se stabilizeze unul cu celălalt.

Ornamentele din argint tind să se întunece, pierzându-și strălucirea caracteristică. Schimbarea de culoare nu este un produs al oxidării argintului, ci al reacției sale cu hidrogen sulfurat prezent în mediu la concentrații mici; Aceasta poate rezulta din putrefacția sau degradarea plantelor, animalelor sau a alimentelor bogate în sulf.

Sursa: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, prin Wikimedia Commons

H ₂ S, a cărei moleculă poartă un atom de sulf, reacționează cu argintul conform următoarei ecuații chimice: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Prin urmare, Ag ₂ S este responsabil pentru straturile negre formate pe argint. Cu toate acestea, în natură această sulfură poate fi întâlnită și în mineralele Acantite și Argentite. Cele două minerale se disting de multe altele prin cristalele lor negre strălucitoare, precum solidul din imaginea de mai sus.

Ag ₂ S are structuri polimorfe, proprietăți electronice și optoelectronice atractive, este un semiconductor și promite să fie un material pentru producerea dispozitivelor fotovoltaice, cum ar fi celulele solare.

Structura

Sursa: De CCoil, de la Wikimedia Commons

Imaginea superioară ilustrează structura cristalină a sulfurii de argint. Sferele albastre corespund Ag ⁺ cationi , în timp ce galben sfere corespund S ^2- anioni . Ag ₂ S este polimorf, ceea ce înseamnă că poate adopta diferite sisteme cristaline în anumite condiții de temperatură.

Cum? Printr-o tranziție de fază. Ionii sunt rearanjați astfel încât creșterea temperaturii și vibrațiile solidului să nu perturbe echilibrul electrostatic de atracție-repulsie. Când se întâmplă acest lucru, se spune că există o tranziție de fază, iar solidul prezintă astfel noi proprietăți fizice (cum ar fi luciul și culoarea).

Ag ₂ S la temperaturi normale (sub 179ºC) are o structură monoclinică cristalină (α-Ag ₂ S). În plus față de această fază solidă, există alte două: bcc (cubic centrat pe corp) între 179 și 586ºC, și fcc (cubic centrat pe fețe) la temperaturi foarte ridicate (δ-Ag ₂ S).

Mineralul argentit este format din faza fcc, cunoscută și sub denumirea de β-Ag ₂ S. Odată răcită și transformată în acantită, caracteristicile sale structurale prevalează în combinație. Prin urmare, ambele structuri cristaline coexistă: monoclinicul și bcc. Prin urmare, apar solide negre cu tonuri strălucitoare și interesante.

Proprietăți

Greutate moleculară

247,80 g / mol

Aspect

Cristale negre cenușii

Miros

Toaletă.

Punct de topire

836 ° C. Această valoare este de acord cu faptul că Ag ₂ S este un compus cu caracter ionic mic și, prin urmare, se topește la temperaturi sub 1000ºC.

Solubilitate

În apă doar 6,21 ∙ 10 ^-15 g / L la 25ºC. Adică, cantitatea de solid negru care este solubilizată este neglijabilă. Acest lucru se datorează din nou caracterului polar scăzut al legăturii Ag-S, unde nu există o diferență semnificativă în electronegativitate între cei doi atomi.

De asemenea, Ag ₂ S este insolubil în toți solvenții. Nici o moleculă nu poate separa eficient straturile sale cristaline în ioni Ag ⁺ și S ^2- solvați.

Structura

În imaginea structurii puteți vedea, de asemenea, patru straturi de legături S-Ag-S, care se mișcă unele peste altele atunci când solidul este supus compresiei. Acest comportament înseamnă că, în ciuda faptului că este un semiconductor, este ductil ca multe metale la temperatura camerei.

Straturile S-Ag-S se potrivesc corect datorită geometriilor lor unghiulare, care sunt văzute ca un zig-zag. Deoarece există o forță de compresie, acestea se deplasează pe o axă de deplasare, provocând astfel noi interacțiuni non-covalente între atomii de argint și sulf.

Indicele de refracție

2.2

Constantă dielectrică

6

Electronic

Ag ₂ S este un semiconductor amfoteric, adică se comportă ca și cum ar fi de tip n și de tip p. De asemenea, nu este fragil, așa că a fost studiat pentru aplicarea sa în dispozitive electronice.

Reacție de reducere

Ag ₂ S poate fi redus la argint metalic prin scăldarea bucăților negre cu apă caldă, NaOH, aluminiu și sare. Următoarea reacție are loc:

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

Nomenclatură

Argintul, a cărui configurație a electronilor este 4d ¹⁰ 5s ¹ , poate pierde doar un electron: cel mai extern 5s orbital. Astfel, cationul Ag ⁺ este lăsat cu o configurație electronică 4d ¹⁰ . Prin urmare, are o valență unică de +1, care determină cum ar trebui numiți compușii săi.

Sulful, pe de altă parte, are o configurație electronică 3s ² 3p ⁴ și are nevoie de doi electroni pentru a-și completa octetul de valență. Când câștigă acești doi electroni (din argint), este transformat în anionul sulfid, S ^2- , cu configurație. Adică este izoelectronic la argonul cu gaz nobil.

Deci Ag ₂ S trebuie numit conform următoarelor nomenclaturi:

Sistematic

Di- silver mono sulfurat . Aici este luat în considerare numărul de atomi ai fiecărui element și sunt marcați cu prefixele numerotatorilor greci.

Stoc

Sulfură de argint. Deoarece are o valență unică de +1, nu este specificată cu cifre romane între paranteze: sulfură de argint (I); ceea ce este incorect.

Tradiţional

Sulfură ARGENT ico . Deoarece argintul „funcționează” cu o valență de +1, sufixul -ico este adăugat la numele său latin argentum.

Aplicații

Unele dintre noile utilizări pentru Ag ₂ S sunt următoarele:

-Soluțiile coloidale ale nanoparticulelor sale (cu dimensiuni diferite), au activitate antibacteriană, nu sunt toxice și, prin urmare, pot fi utilizate în domeniile medicinei și biologiei.

-Sunt nanoparticulele lor pot forma ceea ce este cunoscut sub numele de puncte cuantice. Aceștia absorb și emit radiații cu o intensitate mai mare decât multe molecule organice fluorescente, astfel încât acestea pot să-l înlocuiască pe acestea din urmă ca markeri biologici.

-Structurile α-Ag ₂ S o fac să prezinte proprietăți electronice izbitoare pentru a fi utilizate ca celule solare. De asemenea, reprezintă un punct de plecare pentru sinteza de noi materiale și senzori termoelectrici.

Referințe

1. Mark Peplow. (17 aprilie 2018). Sulfura de argint semiconductor se întinde ca metalul. Luat de la: cen.acs.org
2. Colaborare: Autori și editori ai volumelor III / 17E-17F-41C () Structura cristalină cu sulfură de argint (Ag2S). În: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (eds) Elemente cu adaos netetetraetric și compuși binari I. Landolt-Börnstein - Grupul III Materia condensată (Date numerice și relații funcționale în știință și tehnologie), vol. 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Sulfură de argint. Preluat de la: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Iulie 2016). Nanoparticule de sulfură de argint Ag ₂ S și ​​soluții coloidale: sinteză și proprietăți. Preluat de la: sciencedirect.com
5. Materiale Azo (2018). Sulfura de argint (Ag ₂ S) Semiconductori. Luat de la: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Perspective și provocări ale filmelor subțiri cu sulfură de argint: o recenzie. Divizia de știință a materialelor și energie regenerabilă, Departamentul de fizică industrială, Universitatea de stat Ebonyi, Abakaliki, Nigeria.
7. UMassAmherst. (2011). Demonstrații de prelegeri: curățare argint tern. Luat de la: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Studiu. (2018). Ce este Sulfura de Argint? - Formula chimică și utilizări. Luat de la: studiu.com