SUDRABA OKSĪDS (AG2O): STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Sudraba oksīds ir neorganisks savienojums, kura ķīmiskā formula ir Ag ₂ O. spēks saistošs atomi ir pilnīgi jonu in dabā; tāpēc tas sastāv no jonu cietas vielas, kurā ir divu Ag ⁺ katjonu daļa, kas elektrostatiski mijiedarbojas ar anjonu O ^2- .

Oksīda anjons O ² rodas no sudraba atomu mijiedarbības uz virsmas ar skābekli vidē; tieši tāpat kā dzelzs un daudzi citi metāli. Tā vietā, lai sarkana un drupinātos par rūsu, sudraba gabals vai dārgakmens pakāpeniski kļūst melns, kas raksturīgs sudraba oksīdam.

Piksija

Piemēram, attēlā virs jūs varat redzēt oksidētu sudraba kausu. Ņemiet vērā tā melnoto virsmu, lai arī tā joprojām saglabā nelielu dekoratīvu spīdumu; tāpēc pat oksidētus sudraba priekšmetus var uzskatīt par pietiekami pievilcīgiem dekoratīviem nolūkiem.

Sudraba oksīda īpašības ir tādas, ka tie, no pirmā acu uzmetiena, neēd pie sākotnējās metāla virsmas. To veido istabas temperatūrā, vienkārši saskaroties ar gaisā esošo skābekli; un vēl interesantāk, tas var sadalīties augstā temperatūrā (virs 200 ° C).

Tas nozīmē, ka, ja attēlā redzamo stiklu satvertu un tam iedarbotos intensīvas liesmas karstums, tas atgūtu sudrabaino mirdzumu. Tāpēc tā veidošanās ir termodinamiski atgriezenisks process.

Silver oksīds ir arī citas īpašības un, pēc tās vienkāršas formulas Ag ₂ O, aptver sarežģītas strukturālās organizācijas un Visdažādākās cietām vielām. Tomēr, Ag ₂ O ir iespējams, kopā ar Ag ₂ O ₃ , visvairāk pārstāvis oksīdu sudraba.

Sudraba oksīda struktūra

Avots: CCoil, no Wikimedia Commons

Kāda ir tā struktūra? Kā minēts sākumā: tā ir jonu cieta viela. Šī iemesla dēļ tās struktūrā nevar būt ne Ag-O, ne Ag = O kovalento saišu; jo, ja tāda būtu, šī oksīda īpašības krasi mainītos. Tad tas ir Ag ⁺ un O ^2- joni attiecībās 2: 1 un piedzīvo elektrostatisko pievilcību.

Tādējādi sudraba oksīda struktūru nosaka veids, kādā jonu spēki sakārto Ag ⁺ un O ^2- jonus telpā .

Piemēram, iepriekš redzamajā attēlā ir vienības šūna kubiskajai kristāliskajai sistēmai: Ag ⁺ katjoni ir sudrabaini zilas sfēras, bet O ^{2 -} sarkanīgi sfēras.

Ja saskaita sfēru skaitu, tiks konstatēts, ka ar neapbruņotu aci ir deviņi sudrabaini zili un četri sarkani. Tomēr tiek ņemti vērā tikai to sfēru fragmenti, kas atrodas kubā; tos saskaitot, kas ir kopējo sfēru daļas, ir jāievēro Ag ₂ O attiecība 2: 1 .

Atkārtojot četros Ag ⁺ ₄ ieskautā AgO ₄ tetraedra struktūrvienību, tiek veidota visa melnā cietā viela (ignorējot caurumus vai pārkāpumus, kas varētu būt šiem kristāliskajiem izkārtojumiem).

Izmaiņas ar valences numuru

Koncentrējoties nevis uz AgO ₄ tetraedru, bet uz AgOAg līniju (ievērojiet augšējā kuba virsotnes), mums būs, ka sudraba oksīda cietā viela no cita skatupunkta sastāv no vairākiem jonu slāņiem, kas izvietoti lineāri (lai arī slīpi). Tas viss "molekulārās" ģeometrijas rezultātā ap Ag ⁺ .

To apstiprina vairāki tās jonu struktūras pētījumi.

Sudraba strādā galvenokārt ar Valence +1, jo tad, kad zaudē elektrons tās izrietošo elektroniskās konfigurācija ir 4d ¹⁰ , kas ir ļoti stabils. Citas valences, piemēram, Ag ²⁺ un Ag ^3+, nav tik stabilas, jo tās zaudē elektronus no gandrīz pilnām d orbītām.

Ag ³⁺ jons tomēr ir salīdzinoši mazāk nestabils, salīdzinot ar Ag ²⁺ . Faktiski tas var pastāvēt līdzās Ag ⁺ uzņēmumā ^, ķīmiski bagātinot struktūru.

Tā elektroniskā konfigurācija ir 4d ⁸ ar nepāra elektroniem tādā veidā, ka tas tam piešķir zināmu stabilitāti.

Atšķirībā no lineārajām ģeometrijām ap Ag ⁺ joniem , tika konstatēts, ka Ag ³⁺ joniem ir kvadrātveida plakne. Tāpēc sudraba oksīds ar Ag ³⁺ joniem sastāv no slāņiem, kas sastāv no AgO ₄ kvadrātiem (nevis tetraedriem), elektrostatiski savienoti ar AgOAg līnijām; tāds ir Ag ₄ O ₄ vai Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ ar monoklinisku struktūru gadījums .

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Avots: Benjah-bmm27, no Wikimedia Commons

Noskrāpējot sudraba kausa virsmu galvenajā attēlā, iegūst cietvielu, kas ir ne tikai melnā krāsā, bet tai ir arī brūnas vai brūnas nokrāsas (augšējais attēls). Dažas no tā fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, par kurām pašlaik ziņots, ir šādas:

Molekulārais svars

231,735 g / mol

Izskats

Melni brūna cieta viela pulvera veidā (ņemiet vērā, ka, neskatoties uz to, ka tā ir jonu cieta viela, tai nav kristāliska izskata). Tas ir bez smaržas un sajaukts ar ūdeni piešķir tai metāla garšu

Blīvums

7,14 g / ml.

Kušanas punkts

277-300 ° C. Noteikti tas kūst cietā sudrabā; tas ir, tas, iespējams, sadalās pirms šķidrā oksīda veidošanās.

Kps

1,52 ∙ 10 ^-8 ūdenī 20 ° C temperatūrā. Tāpēc tas ir savienojums, kas gandrīz šķīst ūdenī.

Šķīdība

Ja tā struktūras attēls tiek rūpīgi novērots, tiks konstatēts, ka Ag ²⁺ un O ² sfēras gandrīz neatšķiras pēc lieluma. Tā rezultātā tikai mazas molekulas var iziet cauri kristāla režģa iekšpusei, padarot to nešķīstošu gandrīz visos šķīdinātājos; izņemot tos, kur tas reaģē, piemēram, bāzes un skābes.

Kovalentais raksturs

Kaut arī sudraba oksīds vairākkārt tika minēts kā jonu savienojums, dažas īpašības, piemēram, tā zemā kušanas temperatūra, ir pretrunā ar šo apgalvojumu.

Protams, kovalentā rakstura apsvēršana neiznīcina to, kas izskaidrots tā struktūrai, jo būtu pietiekami , ja Ag ₂ O struktūrai pievienotu sfēru un joslu modeli, lai norādītu kovalentās saites.

Tāpat tetraedras un kvadrātveida AgO ₄ plaknes , kā arī AgOAg līnijas būtu savienotas ar kovalentām saitēm (vai jonu kovalentām).

Paturot to prātā, Ag ₂ O faktiski būtu polimērs. Tomēr ieteicams to uzskatīt par jonu cietu vielu ar kovalentu raksturu (kuras saites saikne joprojām ir izaicinājums).

Sadalīšanās

Sākumā tika minēts, ka tā veidošanās ir termodinamiski atgriezeniska, tāpēc tā absorbē siltumu, lai atgrieztos metāliskajā stāvoklī. To visu var izteikt ar diviem ķīmiskiem vienādojumiem šādām reakcijām:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4 Ag (s) + O ₂ (g)

Kur Q apzīmē siltumu vienādojumā. Tas izskaidro, kāpēc uguns, kas sadedzina oksidētā sudraba kausa virsmu, atgriež to sudrabainā mirdzumā.

Tāpēc ir grūti pieņemt, ka ir Ag ₂ O (l), jo tas no karstuma tūlīt sadalās; ja vien spiediens netiek paaugstināts par augstu, lai iegūtu minēto brūni melno šķidrumu.

Nomenklatūra

Kad papildus parastajam un dominējošajam Ag ⁺ tika ieviesta Ag ²⁺ un Ag ³⁺ jonu iespēja, termins “sudraba oksīds” sāka šķist nepietiekams, lai atsauktos uz Ag ₂ O.

Tas ir tāpēc, ka Ag ⁺ jons ir daudz bagātīgāks nekā citi, tāpēc Ag ₂ O tiek uzskatīts par vienīgo oksīdu; kas nav gluži pareizi.

Ja Ag ²⁺ tiek uzskatīts par praktiski neeksistējošu, ņemot vērā tā nestabilitāti, tad būs nepieciešami tikai joni ar valenci +1 un +3; tas ir, Ag (I) un Ag (III).

I un III Valensija

Tā kā Ag (I) ir mazākais valence, tas tiek nosaukts, savam argentum nosaukumam pievienojot piedēkli -oso. Tādējādi Ag ₂ O ir: sudraba oksīds vai, saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru, diplāta monoksīds.

Ja Ag (III) tiek pilnībā ignorēts, tad tā tradicionālajai nomenklatūrai jābūt: sudraba oksīdam, nevis sudraba oksīdam.

No otras puses, Ag (III) ir augstākā valence, tā nosaukumam pievieno piedēkli –ico. Tādējādi Ag ₂ O ₃ ir: sudraba oksīds (2 Ag ³⁺ joni ar trim O ² ). Arī tā nosaukums saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru būtu: diplata trioksīds.

Ja tiek novērota Ag ₂ O ₃ struktūra, var pieņemt, ka skābekļa vietā tas ir ozona O ₃ oksidācijas produkts . Tāpēc tā kovalentajam raksturam jābūt lielākam, jo ​​tas ir kovalents savienojums ar Ag-OOO-Ag vai Ag-O ₃ -Ag saitēm.

Sistemātiska sudraba oksīdu nomenklatūra

AgO, saukts arī par Ag ₄ O ₄ vai Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , ir sudraba oksīds (I, III), jo tam ir gan +1, gan +3 valences. Tās nosaukums saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru būtu: tetraplatas tetraoksīds.

Šī nomenklatūra ir ļoti noderīga, ja runa ir par citiem stehiometriski sarežģītiem sudraba oksīdiem. Piemēram, pieņemsim, ka abas cietās vielas 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ un Ag ₂ O ∙ ₃ Ag ₂ O ₃ .

Pirmais pareizāk uzrakstīt būtu: Ag ₆ O ₅ (saskaitīt un pievienot Ag un O atomus). Pēc tam tā nosaukums būtu sešstūra pentoksīds. Ņemiet vērā, ka šim oksīdam ir mazāk bagāts sudraba sastāvs nekā Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Rakstot otro masīvu citā veidā, tas būtu: Ag ₈ O ₁₀ . Tās nosaukums būtu okta sudraba dekaoksīds (ar attiecību 8:10 vai 4: 5). Šis hipotētiskais sudraba oksīds būtu "ļoti oksidēts".

Lietojumprogrammas

Pētījumi, lai meklētu jaunus un sarežģītus sudraba oksīda lietošanas veidus, turpinās līdz šai dienai. Daži no tā lietojumiem ir uzskaitīti zemāk:

-Tas izšķīst amonjakā, amonija nitrātā un ūdenī, veidojot Tollens reaģentu. Šis reaģents ir noderīgs kvalitatīvās analīzes rīks organiskās ķīmijas laboratorijās. Tas ļauj noteikt aldehīdu klātbūtni paraugā, pozitīvā atbilde veidojot "sudraba spoguli" mēģenē.

-Kopā ar metālisku cinku tas veido primārās cinka-sudraba oksīda baterijas. Tas, iespējams, ir viens no visizplatītākajiem un mājas lietojumiem.

-Tas kalpo kā gāzes attīrītājs, absorbējot, piemēram, CO ₂ . Sildot, tas izdala iesprostotās gāzes un to var atkārtoti izmantot vairākas reizes.

-Sakarā ar sudraba pretmikrobu īpašībām tā oksīds ir noderīgs bioanalīzes un augsnes attīrīšanas pētījumos.

-Tas ir viegls oksidētājs, kas spēj oksidēt aldehīdus par karbonskābēm. Tāpat to izmanto Hofmaņa reakcijā (terciārie amīni) un piedalās citās organiskās reakcijās vai nu kā reaģents, vai kā katalizators.

Atsauces

1. Bergstressers M. (2018). Sudraba oksīds: formula, sadalīšanās un veidošanās. Pētījums. Atgūts no: study.com
2. Sējumu III / 17E-17F-41C autori un redaktori. (sf). Sudraba oksīdu (Ag (x) O (y)) kristālu struktūra, režģa parametri. (Skaitliskie dati un funkcionālās attiecības zinātnē un tehnoloģijā), 41C. Springers, Berlīne, Heidelberga.
3. Mahendra Kumara Trivedi, Rama Mohans Tallapragada, Alise Brantona, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Biolauka enerģijas apstrādes iespējamā ietekme uz sudraba oksīda pulvera fizikālajām un termiskajām īpašībām. Starptautiskais biomedicīnas zinātnes un inženierzinātņu žurnāls. 3. sējums, Nr. 5, lpp. 62.-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sulivans R. (2012). Sudraba oksīda sadalīšanās. Oregonas universitāte. Atgūts no: chemdemos.uoregon.edu
5. Flints, Deyanda. (2014. gada 24. aprīlis). Sudraba oksīda bateriju lietojumi. Zinātne. Atgūts no: sciencing.com
6. Salmans Montasirs E. (2016). Dažu sudraba oksīda (Ag2o) optisko īpašību izpēte, izmantojot UVVisible spektrofotometru. . Atgūts no: iosrjournals.org
7. Bārds Allens J. (1985). Standarta potenciāls ūdens šķīdumā. Marsels Dekkers. Atgūts no: books.google.co.ve