SUDRABA SULFĪDS (AG2S): STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Sudraba sulfīds ir neorganisks savienojums, kura ķīmiskā formula ir Ag ₂ S. Tā sastāv no pelēks-melns ciets veido katjonu Ag ⁺ un anjonu S ^2- attiecībā 2: 1. S ^2- ir ļoti līdzīgs Ag ⁺ , jo tie abi ir mīksto joni un tie izdodas stabilizēt ar otru.

Sudraba rotājumi mēdz satumst, zaudējot raksturīgo spīdumu. Krāsas maiņa nav sudraba oksidācijas produkts, bet gan tās reakcija ar sērūdeņradi, kas zemā koncentrācijā atrodas vidē; To var izraisīt augu, dzīvnieku vai pārtikas, kas bagāts ar sēru, sabojāšanās vai noārdīšanās.

Avots: Robs Lavinskis, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, izmantojot Wikimedia Commons

H ₂ S, kura molekula veic sēra atomu, reaģē ar sudrabu saskaņā ar šādu ķīmisko vienādojumu: 2AG (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Tāpēc Ag ₂ S ir atbildīgs par melnajiem slāņiem, kas veidojas uz sudraba. Tomēr dabā šo sulfīdu var atrast arī minerālos Acantite un Argentite. Abas minerālvielas no daudzām citām atšķir ar spīdīgiem melniem kristāliem, līdzīgi kā cietie attēli iepriekš.

Ag ₂ S ir polimorfas struktūras, pievilcīgas elektroniskās un optoelektroniskās īpašības, tas ir pusvadītājs un solās būt materiāls fotoelektrisko ierīču, piemēram, saules bateriju, ražošanai.

Uzbūve

Avots: Autors CCoil, no Wikimedia Commons

Augšējais attēls parāda sudraba sulfīda kristāla struktūru. Zilās sfēras atbilst Ag ⁺ katjoniem , bet dzeltenās sfēras atbilst S ^2- anjoniem . Ag ₂ S ir polimorfs, kas nozīmē, ka noteiktos temperatūras apstākļos tas var pieņemt dažādas kristālu sistēmas.

Kā? Caur fāzes pāreju. Joni tiek pārkārtoti tā, lai temperatūras paaugstināšanās un cietās vielas vibrācijas netraucētu elektrostatiskās pievilcības-atgrūšanas līdzsvaru. Kad tas notiek, tiek teikts, ka notiek fāžu pāreja, un cietā viela tādējādi parāda jaunas fizikālās īpašības (piemēram, spīdumu un krāsu).

Ag ₂ S normālā temperatūrā (zem 179 ºC) ir monokliniskas kristāliskas struktūras veidā (α-Ag ₂ S). Papildus šai cietajai fāzei ir vēl divas citas: bcc (kubiskā centrā uz ķermeņa) no 179 līdz 586ºC un fcc (kubiskā centrā uz sejām) ļoti augstā temperatūrā (δ-Ag ₂ S).

Argentīta minerāls sastāv no fcc fāzes, ko sauc arī par β-Ag ₂ S. Kad tas ir atdzesēts un pārveidots par akantītu, tā struktūras īpašības dominē kombinācijā. Tāpēc vienlaikus pastāv abas kristāliskās struktūras: monoklinika un bcc. Tādējādi rodas melnas cietas vielas ar spilgtiem un interesantiem virsotnēm.

Īpašības

Molekulārais svars

247,80 g / mol

Izskats

Pelēcīgi melni kristāli

Smarža

Tualete.

Kušanas punkts

836 ° C. Šī vērtība atbalsta ar to, ka Ag ₂ S ir savienojums ar nelielu jonu raksturu un, tādējādi, kūst temperatūrā, kas zemāka 1000ºC.

Šķīdība

Tikai ūdenī 6,21 ∙ 10 ^-15 g / L 25ºC temperatūrā. Tas ir, izšķīdinātās melnās cietās vielas daudzums ir niecīgs. Tas atkal ir saistīts ar Ag-S saites zemo polāro raksturu, kur starp abiem atomiem nav būtiskas atšķirības elektronegativitātē.

Arī, Ag ₂ S nešķīst visos šķīdinātājos. Neviena molekula nespēj efektīvi atdalīt savus kristāliskos slāņus solvatētos Ag ⁺ un S ^2- jonos.

Uzbūve

Struktūras attēlā var redzēt arī četrus S-Ag-S saišu slāņus, kas pārvietojas viens pret otru, kad cietā viela tiek pakļauta saspiešanai. Šī uzvedība nozīmē, ka, neskatoties uz pusvadītāju, tas ir kaļams kā daudzi metāli istabas temperatūrā.

S-Ag-S slāņi ir pareizi piemēroti to leņķa ģeometrijas dēļ, kas tiek uzskatīti par zigzagu. Tā kā pastāv saspiešanas spēks, tie pārvietojas uz pārvietojuma asi, tādējādi izraisot jaunu nekovalentu mijiedarbību starp sudraba un sēra atomiem.

Refrakcijas indekss

2.2

Dielektriskā konstante

6

Elektroniska

Ag ₂ S ir amfotērisks pusvadītājs, tas ir, tas uzvedas tā, it kā būtu tipa n un p veida. Tas nav arī trausls, tāpēc ir izpētīts tā pielietojums elektroniskajās ierīcēs.

Samazināšanas reakcija

Ag ₂ S var reducēt līdz metāliskam sudrabam, peldot melnos gabaliņus ar karstu ūdeni, NaOH, alumīniju un sāli. Notiek šāda reakcija:

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

Nomenklatūra

Sudrabs, kura elektronu konfigurācija ir 4d ¹⁰ 5s ¹ , var zaudēt tikai vienu elektronu: tā vistālāko orbitālo 5. Tādējādi Ag ⁺ katjonam ir 4d ¹⁰ elektroniskā konfigurācija . Tāpēc tai ir unikāls valence +1, kas nosaka, kādi tā savienojumi būtu jāsauc.

No otras puses, sēram ir 3s ² 3p ⁴ elektroniskā konfigurācija , un, lai pabeigtu savu valenta oktetu, nepieciešami divi elektroni. Kad tas iegūst šos divus elektronus (no sudraba), tas tiek pārveidots par sulfīda anjonu S ^2- ar konfigurāciju. Tas ir, tas ir izoelektronisks cēlgāzes argonam.

Tātad Ag ₂ S ir jānosauc saskaņā ar šādiem nomenklatūru:

Sistemātiska

Di- sudraba mono sulfīds . Šeit ņem vērā katra elementa atomu skaitu un tos apzīmē ar grieķu skaitītāju prefiksiem.

Krājums

Sudraba sulfīds. Tā kā tai ir unikāls valence +1, tas nav norādīts ar romiešu cipariem iekavās: sudraba (I) sulfīds; kas nav pareizi.

Tradicionālā

Sulfīds ARGENT ico . Tā kā sudrabs "darbojas" ar valentu +1, sufikss -ico tiek pievienots tā latīniskajam nosaukumam argentum.

Lietojumprogrammas

Daži no Ag ₂ S jaunajiem lietojumiem ir šādi:

-Nano daļiņu (ar dažādu izmēru) koloidālajiem šķīdumiem ir antibakteriāla iedarbība, tie nav toksiski, tāpēc tos var izmantot medicīnas un bioloģijas jomā.

-Tās nanodaļiņas var veidot tā saukto kvantu punktus. Viņi absorbē un izstaro starojumu ar lielāku intensitāti nekā daudzas fluorescējošās organiskās molekulas, tāpēc tās var aizstāt kā bioloģiskos marķierus.

-A-Ag ₂ S struktūras padara to par pārsteidzošām elektroniskām īpašībām, ko izmantot kā saules baterijas. Tas ir arī sākumpunkts jaunu termoelektrisko materiālu un sensoru sintēzei.

Atsauces

1. Marks Peplovs. (2018. gada 17. aprīlis). Pusvadītāju sudraba sulfīds stiepjas kā metāls. Iegūts no: cen.acs.org
2. Sadarbība: III / 17E-17F-41C () sudraba sulfīda (Ag2S) kristāla struktūras sējumu autori un redaktori. In: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (red.) Netetraedriski saistītie elementi un binārie savienojumi I. Landolt-Börnstein - III grupas kondensētais materiāls (skaitliskie dati un funkcionālās attiecības zinātnē un tehnoloģijā), 41C. Springers, Berlīne, Heidelberga.
3. Wikipedia. (2018). Sudraba sulfīds. Iegūts no: en.wikipedia.org
4. Staņislavs I. Sadovņikovs & kol. (2016. gada jūlijs). Ag ₂ S sudraba sulfīda nanodaļiņas un koloidālie šķīdumi: Sintēze un īpašības. Paņemts no: sciencedirect.com
5. Azo materiāli. (2018). Sudraba sulfīda (Ag ₂ S) pusvadītāji. Paņemts no: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Sudraba sulfīda plāno filmu izredzes un izaicinājumi: pārskats. Materiālzinātnes un atjaunojamās enerģijas nodaļa, Ebonyi Valsts universitātes Rūpnieciskās fizikas nodaļa, Abakaliki, Nigērija.
7. UMassAmherst. (2011). Lekciju demonstrācijas: aptraipīta sudraba tīrīšana. Iegūts no: lecdemos.chem.umass.edu
8. Pētījums. (2018). Kas ir sudraba sulfīds? - Ķīmiskā formula un lietojumi. Paņemts no: study.com