SØLVSULFID (AG2S): STRUKTUR, EGENSKAPER OG BRUKSOMRÅDER - KJEMI - 2026

Den sølvsulfid er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er Ag ₂ S. Den består av et grå-svart fast stoff som dannes ved kation Ag ⁺ og anioner S- ^2- i en 2: 1. S ^2- er veldig lik Ag ⁺ , fordi begge deler er myke ioner og de klarer å stabilisere seg med hverandre.

Sølvpynt har en tendens til å mørkne og mister sin karakteristiske glans. Fargeendringen er ikke et produkt av oksidasjon av sølv, men av dens reaksjon med hydrogensulfid til stede i miljøet ved lave konsentrasjoner; Dette kan komme fra forurensning eller nedbrytning av planter, dyr eller matvarer som er rike på svovel.

Kilde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons

H ₂ S, hvis molekyl bærer et svovelatom, reagerer med sølv i henhold til følgende kjemiske ligning: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Derfor er Ag ₂ S ansvarlig for de svarte lagene som er dannet på sølv. Imidlertid finnes naturen dette sulfidet også i mineralene Acantite og Argentite. De to mineralene skiller seg fra mange andre ved deres skinnende svarte krystaller, som det faste på bildet over.

Ag ₂ S har polymorfe strukturer, attraktive elektroniske og optoelektroniske egenskaper, er en halvleder og lover å være et materiale for produksjon av fotovoltaiske enheter, for eksempel solceller.

Struktur

Kilde: Av CCoil, fra Wikimedia Commons

Det øvre bildet illustrerer krystallstrukturen til sølvsulfid. De blå kulene tilsvarer Ag ⁺ kationer , mens de gule kulene tilsvarer S ^2- anioner . Ag ₂ S er polymorf, noe som betyr at den kan ta i bruk forskjellige krystallsystemer under visse temperaturforhold.

Hvordan? Gjennom en faseovergang. Ionene er omorganisert på en slik måte at økningen i temperatur og vibrasjonene i det faste stoffet ikke forstyrrer den elektrostatiske tiltreknings-frastøtningsbalansen. Når dette skjer sies det at det er en faseovergang, og det faste stoffet utviser dermed nye fysiske egenskaper (som glans og farge).

Ag ₂ S ved normale temperaturer (under 179ºC) har en monoklin krystallstruktur (α-Ag _to S). I tillegg til denne faste fase er det to andre: BCC-(kubiske sentrert på kroppen) mellom 179 til 586ºC, og FCC (kubikk sentrert på flatene) ved meget høye temperaturer (δ- Ag _to S).

Argentitt-mineralet består av fcc-fasen, også kjent som β-Ag ₂ S. Når den er avkjølt og omdannet til akantitt, er dens strukturelle trekk fremherskende i kombinasjon. Derfor eksistere begge krystallinske strukturer: den monokliniske og bcc. Derfor dukker det opp svarte faste stoffer med lyse og interessante overtoner.

Egenskaper

Molekylær vekt

247,80 g / mol

Utseende

Gråaktig svarte krystaller

lukt

Toalett.

Smeltepunkt

836 ° C. Denne verdien stemmer overens med det faktum at Ag ₂ S er en forbindelse med liten ionisk karakter og derfor smelter ved temperaturer under 1000 ° C.

løselighet

I vann bare 6,21 ∙ ^10-15 g / L ved 25 ºC. Det vil si at mengden av det svarte faste stoffet som er oppløselig er ubetydelig. Dette skyldes igjen den lave polare karakteren av Ag-S-bindingen, der det ikke er noen signifikant forskjell i elektronegativitet mellom de to atomene.

Ag ₂ S er også uoppløselig i alle løsningsmidler. Ingen molekyler kan effektivt skille ut sine krystallinske lag i solvatiserte Ag ⁺ og S ^2- ioner.

Struktur

På bildet av strukturen kan du også se fire lag med S-Ag-S-bindinger, som beveger seg over hverandre når det faste stoffet blir utsatt for komprimering. Denne oppførselen betyr at til tross for at den er halvleder, er den smidig som mange metaller ved romtemperatur.

S-Ag-S-lag passer ordentlig på grunn av deres kantete geometrier som blir sett på som en sikksakk. Ettersom det er en kompresjonskraft, beveger de seg på en forskyvningsakse, og forårsaker dermed nye ikke-kovalente interaksjoner mellom sølv- og svovelatomer.

Brytningsindeks

2.2

Dielektrisk konstant

6

elektronisk

Ag ₂ S er en amfotær halvleder, det vil si at den oppfører seg som om den var av type n og av type p. Det er heller ikke sprøtt, så det har blitt studert for anvendelse i elektroniske apparater.

Reduksjonsreaksjon

Ag ₂ S kan reduseres til metallisk sølv ved å bade de svarte bitene med varmt vann, NaOH, aluminium og salt. Følgende reaksjon finner sted:

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

nomenklatur

Sølv, hvis elektronkonfigurasjon er 4d ¹⁰ 5s ¹ , kan miste bare ett elektron: dets ytterste bane 5s. Dermed blir Ag ⁺ kation igjen med en 4d ¹⁰ elektronisk konfigurasjon . Derfor har den en unik valens på +1, som bestemmer hva dens forbindelser skal kalles.

Svovel har derimot en 3s ² 3p ⁴ elektronisk konfigurasjon , og trenger to elektroner for å fullføre valensoktetten. Når den får disse to elektronene (fra sølv), blir den transformert til sulfidanionen, S ^2- , med konfigurasjon. Det vil si at det er isoelektronisk for edelgass-argon.

Så Ag ₂ S må navngis i henhold til følgende nomenklaturer:

Systematisk

Di- sølv mono sulfid . Her vurderes antallet atomer for hvert element, og de er merket med prefiksene til greske teller.

Lager

Sølvsulfid. Siden den har en unik valens på +1, er den ikke spesifisert med romertall i parentes: sølv (I) sulfid; som er feil.

Tradisjonell

Sulfide ARGENT ico . Siden sølv "fungerer" med en valens på +1, blir suffikset -ico lagt til dets latinske navn argentum.

applikasjoner

Noen av romanen bruker for Ag ₂ S er som følger:

-Kolloidale oppløsninger av nanopartiklene (med forskjellige størrelser), har antibakteriell aktivitet, er ikke giftige, og kan derfor brukes innen medisin og biologi.

-Dens nanopartikler kan danne det som er kjent som kvanteprikker. De absorberer og avgir stråling med større intensitet enn mange fluorescerende organiske molekyler, slik at de kan erstatte sistnevnte som biologiske markører.

Strukturene til α-Ag ₂ S gjør at den viser slående elektroniske egenskaper som skal brukes som solceller. Det representerer også et utgangspunkt for syntesen av nye termoelektriske materialer og sensorer.

referanser

1. Mark Peplow. (17. april 2018). Halvleder sølvsulfid strekker seg som metall. Hentet fra: cen.acs.org
2. Samarbeid: Forfattere og redaktører av bindene III / 17E-17F-41C () Sølvsulfid (Ag2S) krystallstruktur. I: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (eds) Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I. Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter (Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology), vol 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Sølvsulfid. Hentet fra: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Juli 2016). Ag ₂ S sølvsulfid-nanopartikler og kolloidale oppløsninger: Syntese og egenskaper. Hentet fra: sciencedirect.com
5. Azo Materials. (2018). Silver Sulfide (Ag ₂ S) Semiconductors. Hentet fra: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Utsiktene og utfordringene med tynnfilm av sølvsulfid: En gjennomgang. Avdeling for materialvitenskap og fornybar energi, Institutt for industriell fysikk, Ebonyi State University, Abakaliki, Nigeria.
7. UMassAmherst. (2011). Forelesningsdemonstrasjoner: rengjøring av plettet sølv. Hentet fra: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Studere. (2018). Hva er sølvsulfid? - Kjemisk formel og bruk. Hentet fra: study.com