HOPEASULFIDI (AG2S): RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Hopeasulfidi on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Ag ₂ S. Se koostuu harmaasta-musta kiinteä aine muodostettu kationi Ag ⁺ ja anioneja S ^2- suhteessa 2: 1. S ^-2- on hyvin samanlainen kuin Ag ⁺, koska molemmat ovat pehmeitä ioneja ja ne onnistuvat vakauttaa toistensa kanssa.

Hopeakoristeilla on taipumus tummua, ja ne menettävät tyypillisen kiillon. Värimuutos ei ole hopean hapettumisen tuote, vaan sen reaktio ympäristössä pienissä pitoisuuksissa esiintyvän rikkivedyn kanssa; Tämä voi johtua rikkirikasten kasvien, eläinten tai elintarvikkeiden rypistymisestä tai hajoamisesta.

Lähde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, Wikimedia Commonsin kautta

H ₂ S, jonka molekyylissä on rikkiatomi, reagoi mukainen hopealla seuraavan kemiallisen yhtälön avulla: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Näin ollen, Ag ₂ S vastaa mustaa kerrosta, joka on muodostettu hopea. Luonnossa tätä sulfidia löytyy kuitenkin myös mineraaleista acantiitti ja argentiini. Nämä kaksi mineraalia erottuvat monista muista kiiltävin mustin kiteineen, kuten yllä olevan kuvan kiinteä aine.

Ag ₂ S: llä on polymorfisia rakenteita, houkuttelevia elektronisia ja optoelektronisia ominaisuuksia, se on puolijohde ja lupaa olla materiaali aurinkosähkölaitteiden, kuten aurinkokennojen, valmistukseen.

Rakenne

Lähde: CCoil, kirjoittanut Wikimedia Commons

Yläkuva kuvaa hopea sulfidin kiderakennetta. Siniset pallot vastaavat Ag ⁺ -kationeja, kun taas keltaiset pallot vastaavat S ^2- anioneja. Ag ₂ S on polymorfinen, mikä tarkoittaa, että se voi antaa eri kide järjestelmien tietyissä lämpötiloissa.

Miten? Vaihevaiheen kautta. Ionit järjestetään uudelleen siten, että lämpötilan nousu ja kiinteän aineen värähtely eivät häiritse sähköstaattista vetovoiman ja vasteen tasapainoa. Kun tämä tapahtuu, sanotaan, että tapahtuu vaihemuutos, ja kiinteällä aineella on siten uusia fysikaalisia ominaisuuksia (kuten kiilto ja väri).

Ag ₂ S normaaleissa lämpötiloissa (alle 179ºC) on monokliininen kiderakenne (α-Ag ₂ S). Tämän kiinteän faasin lisäksi on olemassa kaksi muuta: bcc (kehon keskitetty kuutio) välillä 179 - 586 ºC ja fcc (kuutio keskitetty kasvoihin) erittäin korkeissa lämpötiloissa (δ-Ag ₂ S).

Argentiitti mineraali koostuu fcc vaihe, joka tunnetaan myös nimellä β-Ag ₂ S. Kun jäähdytettiin ja transformoitiin acanthite, sen rakenteelliset ominaisuudet vallitsevat yhdistelmänä. Siksi molemmat kiteiset rakenteet ovat rinnakkain olemassa: monokliini ja bcc. Siksi syntyy mustia kiinteitä aineita, joissa on kirkkaat ja mielenkiintoiset ylääänet.

ominaisuudet

Molekyylipaino

247,80 g / mol

Ulkomuoto

Harmahtavia mustia kiteitä

Haju

WC.

Sulamispiste

836 ° C. Tämä arvo on yhtä mieltä siitä, että Ag ₂ S on yhdiste, jossa on pieni ionisen luonteen, ja näin ollen sulaa lämpötiloissa alle 1000ºC.

Liukoisuus

Vain vedessä 6,21 ∙ 10 - ¹⁵ g / l 25ºC: ssa. Toisin sanoen liuenneen mustan kiinteän aineen määrä on vähäinen. Tämä johtuu jälleen Ag-S-sidoksen alhaisesta polaarisuudesta, jossa kahden atomin välillä ei ole merkittävää eroa elektronegatiivisuudessa.

Myös, Ag ₂ S on liukenematon kaikki liuottimet. Ei molekyyli voi tehokkaasti erottaa sen kiteinen-tasoja solvatoituneita Ag ⁺ ja S ^2- ioneja.

Rakenne

Rakenteen kuvassa on myös neljä S-Ag-S-sidoskerrosta, jotka liikkuvat toistensa yli, kun kiinteää ainetta puristetaan. Tämä käyttäytyminen tarkoittaa, että siitä huolimatta, että se on puolijohde, se on taipuisa kuin monet metallit huoneenlämpötilassa.

S-Ag-S-kerrokset sopivat kunnolla kulmageometrioidensa vuoksi, joita pidetään siksakina. Koska puristusvoima on olemassa, ne liikkuvat siirtymisakselilla, aiheuttaen siten uusia ei-kovalenttisia vuorovaikutuksia hopea- ja rikkiatomien välillä.

Taitekerroin

2.2

Dielektrisyysvakio

6

elektroninen

Ag ₂ S on amfoteerinen puolijohde, eli se käyttäytyy ikään kuin se olisi tyyppiä n ja p. Se ei ole myöskään hauras, joten sen käyttöä elektroniikkalaitteissa on tutkittu.

Pelkistysreaktio

Ag ₂ S voidaan pelkistää metalliseksi hopeaksi tapauksessa upottamalla musta kappaletta kuumalla vedellä, NaOH: lla, alumiini ja suola. Seuraava reaktio tapahtuu:

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

nimistö

Hopea, jonka elektroni kokoonpano on 4d ¹⁰ 5s ¹, voi menettää vain yksi elektroni: sen uloin kiertoradan 5s. Siten, Ag ⁺ kationi on vasemman 4d ¹⁰ sähköinen kokoonpano. Siksi sillä on ainutlaatuinen valenssi +1, joka määrittelee, mitä sen yhdisteitä pitäisi kutsua.

Rikolla puolestaan ​​on 3s ² 3p ⁴ -konfiguraatio, ja se tarvitsee kaksi elektronia valenssioktyytinsa loppuun saattamiseksi. Kun se saa nämä kaksi elektronia (hopea), se muunnetaan sulfidianionin, S ^-2-, jossa kokoonpano. Eli se on isoelektroninen jalokaasun argonille.

Joten Ag ₂ S on nimetty seuraavalla nimikkeistöt:

systemaattinen

Di- hopea mono rikkivetyä. Tässä otetaan huomioon kunkin elementin atomien lukumäärä, ja ne on merkitty kreikkalaisten numerointien etuliitteillä.

kalusto

Hopeasulfidi. Koska sen ainutlaatuinen valenssi on +1, sitä ei määritetä suluissa olevilla roomalaisilla numeroilla: hopea (I) sulfidi; mikä on väärin.

perinteinen

Sulfide ARGENT ico. Koska hopea "toimii" valenssin ollessa +1, jälkiliite -ico lisätään sen latinalaiseen nimeen argentum.

Sovellukset

Jotkut Ag ₂ S: n uusista käyttötavoista ovat seuraavat:

-Nanohiukkasten (erikokoisilla) kolloidisilla liuoksilla on antibakteerinen vaikutus, ne eivät ole myrkyllisiä, joten niitä voidaan käyttää lääketieteen ja biologian aloilla.

- Sen nanohiukkaset voivat muodostaa nk. Pisteitä. Ne absorboivat ja lähettävät säteilyä voimakkaammin kuin monet fluoresoivat orgaaniset molekyylit, joten ne voivat korvata jälkimmäiset biologisina markkereina.

-The rakenteet α-Ag ₂ S tehdä se esiintyy silmiinpistävää elektronisia ominaisuuksia voidaan käyttää aurinkokennoja. Se on myös lähtökohta uusien termosähköisten materiaalien ja antureiden synteesille.

Viitteet

1. Mark Peplow. (17. huhtikuuta 2018). Puolijohde hopeasulfidi venyy kuin metalli. Ostettu: cen.acs.org
2. Yhteistyö: Nideiden III / 17E-17F-41C () hopeasulfidi (Ag2S) kiderakenteen tekijät ja toimittajat. Julkaisussa: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (toim.) Ei-tetraedraalisesti sitoutuneet elementit ja binaariset yhdisteet I. Landolt-Börnstein - ryhmän III tiivistetty aine (numeeriset tiedot ja funktionaaliset suhteet tieteessä ja tekniikassa), osa 41C. Springer, Berliini, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Hopeasulfidi. Kuvannut: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Heinäkuu 2016). Ag ₂ S-hopeasulfidinanohiukkaset ja kolloidiset liuokset: Synteesi ja ominaisuudet. Ostettu: sciencedirect.com
5. Azo-materiaalit. (2018). Hopeasulfidin (Ag ₂ S) puolijohteet. Otettu: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Hopeasulfidiohutkalvojen näkymät ja haasteet: Katsaus. Materiaalitieteen ja uusiutuvan energian osasto, Teollisen fysiikan laitos, Ebonyi State University, Abakaliki, Nigeria.
7. UMassAmherst. (2011). Luento-esittelyt: tahranneen hopean puhdistaminen. Kuvannut: lecdemos.chem.umass.edu
8. Tutkimus. (2018). Mikä on hopeasulfidi? - Kemiallinen kaava ja käyttötavat. Otettu: study.com