HOPEAOKSIDI (AG2O): RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Hopeaoksidia on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Ag ₂ O. voima sitova atomeista on kokonaan ioninen on luonteeltaan; Näin ollen, se koostuu ionisesta kiinteänä aineena, jossa on osa kahden Ag ⁺ kationit vuorovaikutuksessa sähköstaattisesti anionin O ^2-.

Oksidi anioni, O ², tulokset vuorovaikutuksesta hopea-atomien pinnalla olevan hapen kanssa ympäristön; aivan samalla tavalla kuin rauta ja monet muut metallit tekevät. Sen sijaan, että punoittaisi ja murtuisi ruosteksi, hopeat pala tai koru muuttuu mustana, hopeaoksidille ominaisena.

Pixabay

Esimerkiksi yllä olevassa kuvassa voit nähdä hapettuneen hopeakupin. Huomaa sen tummennettu pinta, vaikka se säilyttää silti jonkin verran koristeellista kiiltoa; siksi jopa hapettuneita hopeaesineitä voidaan pitää tarpeeksi houkuttelevina koristekäyttöön.

Hopeoksidin ominaisuudet ovat sellaiset, että ne eivät ensi silmäyksellä syö alkuperäisen metallin pintaan. Se muodostuu huoneenlämpötilassa yksinkertaisella kosketuksella ilman hapen kanssa; ja mikä vielä mielenkiintoisempaa, se voi hajota korkeissa lämpötiloissa (yli 200 ° C).

Tämä tarkoittaa, että jos kuvan lasi tarttuisi ja siihen kohdistuisi voimakkaan liekin lämpöä, se saavuttaisi hopeahehkuaan. Siksi sen muodostuminen on termodynaamisesti palautuva prosessi.

Hopea oksidi on myös muita ominaisuuksia, ja sen jälkeen sen yksinkertainen kaava Ag ₂ O, käsittää monimutkainen rakenteellinen järjestöjen ja runsaasti erilaisia kiintoaineita. Kuitenkin, Ag ₂ O on ehkä yhdessä Ag ₂ O ₃, useimmat edustaja oksidien hopeaa.

Hopeaoksidirakenne

Lähde: CCoil, Wikimedia Commonsista

Kuinka sen rakenne on? Kuten alussa mainittiin: se on ioninen kiinteä aine. Tästä syystä sen rakenteessa ei voi olla kovalenttisia sidoksia Ag-O eikä Ag = O; koska jos sitä olisi, tämän oksidin ominaisuudet muuttuisivat dramaattisesti. Se on sitten Ag ⁺ ja O ^2- ioneja suhteessa 2: 1 ja kokee sähköstaattisen vetovoiman.

Hopeoksidin rakenne määrätään siis siitä, kuinka ioniset voimat järjestävät Ag ⁺ ja O ^2- ioneja avaruudessa.

Esimerkiksi yllä olevassa kuvassa on yksikkökenno kuutiometriä kiteistä järjestelmää varten: Ag ⁺ -kationit ovat hopean sinisiä palloja ja O2 ^- punertavia palloja.

Jos pallojen lukumäärä lasketaan, havaitaan, että paljain silmin on yhdeksän hopeanharmaata ja neljä punaista. Kuitenkin otetaan huomioon vain kuution sisällä olevat pallojen fragmentit; laskemalla nämä, ovat fraktioita koko pallojen, 2: 1 suhde Ag ₂ O on täytyttävä.

Toistamalla rakenteellisen yksikön AgO ₄ tetraedrin ympäröi neljä muuta Ag ⁺, koko musta kiintoaine on rakennettu (välittämättä reikien tai väärinkäytösten, että nämä kiteiset järjestelyt voivat olla).

Muutokset valenssiluvun kanssa

Keskitytään nyt ei mainita AgO ₄ tetraedri mutta AgOAg linjan (tarkkailla pisteiden ylemmän kuutio), meillä on, että hopea-oksidi kiinteänä aineena koostuu toisesta näkökulmasta, on useita kerroksia ionien järjestetty lineaarisesti (vaikka kalteva). Kaikki tämä seurauksena "molekyylin" geometriasta Ag ^{+: n} ympärillä.

Tätä on vahvistettu useissa tutkimuksissa sen ionirakenteesta.

Hopea toimii pääasiassa valenssin +1, koska kun menettää elektroneja sen tuloksena elektroninen kokoonpano on 4d ¹⁰, joka on hyvin stabiili. Muut valenssit, kuten Ag ²⁺ ja Ag ^3+, ovat vähemmän vakaita, koska ne menettävät elektroneja melkein täydeltä d-kiertoradalta.

Ag ³⁺ -ioni on kuitenkin suhteellisen vähemmän epävakaa verrattuna Ag ^{2+: iin}. Itse asiassa se voi esiintyä rinnakkain Ag ⁺ -yhtiön kanssa , rikastuttaen rakennetta kemiallisesti.

Sen elektroninen kokoonpano on 4d ⁸, parittomilla elektronilla siten, että se antaa sille jonkin verran vakautta.

Toisin kuin Ag ⁺ -ionien ympärillä olevissa lineaarisissa geometrioissa, on havaittu, että Ag ³⁺ -ionien neliötaso on. Näin ollen, hopea oksidi Ag ³⁺ ioneista koostuvat kerroksista koostuu AgO ₄ ruutua (ei tetraedrien) sähköstaattisesti yhdistää AgOAg linjat; näin on Ag ₄ O ₄ tai Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃, jossa on monokliininen rakenne.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Lähde: Benjah-bmm27, Wikimedia Commonsista

Raaputtamalla hopeamukin pintaa pääkuvassa, saadaan kiinteä aine, joka ei ole vain mustanvärinen, vaan myös ruskean tai ruskean sävyjä (yläkuva). Jotkut sen tällä hetkellä ilmoitetuista fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista ovat seuraavat:

Molekyylipaino

231,735 g / mol

Ulkomuoto

Musta-ruskea kiinteä aine jauhemuodossa (huomaa, että siitä huolimatta, että se on ioninen kiinteä aine, sillä ei ole kiteistä ulkonäköä). Se on hajuton ja sekoitettu veteen antaa sille metallisen maun

Tiheys

7,14 g / ml.

Sulamispiste

277-300 ° C. Varmasti se sulaa kiinteäksi hopeaksi; ts. se todennäköisesti hajoaa ennen nestemäisen oksidin muodostamista.

kps

1,52 ∙ 10 ^-8 vedessä 20 ° C: ssa. Siksi se on veteen liukenematon yhdiste.

Liukoisuus

Jos sen rakenteen kuvaa tarkkaillaan tarkkaan, havaitaan, että Ag ^2+- ja O ^2- pallot eivät eroa melkein kooltaan. Tällä on seuraus, että vain pienet molekyylit voivat kulkea kidehilan sisäpuolen läpi, mikä tekee siitä liukenemattoman lähes kaikkiin liuottimiin; paitsi ne, joissa se reagoi, kuten emäkset ja hapot.

Kovalentti merkki

Vaikka hopeoksidin on toistuvasti sanottu olevan ioninen yhdiste, tietyt ominaisuudet, kuten sen matala sulamispiste, ovat tämän väitteen vastaisia.

Varmasti, vastike on kovalenttinen luonne ei tuhoa, mitä on selitetty sen rakennetta, koska se riittää lisätä mallia aloilla ja baareja Ag ₂ O rakenne ilmaisemaan kovalenttisia sidoksia.

Samoin tetrahedra yleinen AgO ₄ konetta, sekä AgOAg linjat, olisi sidoksissa kovalenttisilla sidoksilla (tai ioninen kovalenttinen).

Tässä mielessä, Ag ₂ O olisi itse asiassa polymeeri. On kuitenkin suositeltavaa, että sitä pidetään ionisena kiinteänä aineena, jolla on kovalenttinen luonne (jonka sidoksen luonne on edelleen haaste).

hajoaminen

Aluksi mainittiin, että sen muodostuminen on termodynaamisesti palautuvaa, joten se absorboi lämpöä palatakseen metallitilaansa. Kaikki tämä voidaan ilmaista kahdella kemiallisella yhtälöllä sellaisille reaktioille:

4Ag (t) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (t) + Q

2Ag ₂ O (t) + Q => 4Ag (t) + O ₂ (g)

Missä Q edustaa lämpöä yhtälössä. Tämä selittää, miksi hapettuneen hopeakupin polttava tulipalo palauttaa sen hopeanhohtoiseen hehkuunsa.

Näin ollen, se on vaikea olettaa, että on olemassa Ag ₂ O (l), koska se hajoaisi hetkessä lämpöä; paitsi jos paine on nostettu liian korkeaksi mainitun ruskean mustan nesteen saamiseksi.

nimistö

Kun mahdollisuus Ag ²⁺ ja Ag ³⁺ ionien käyttöön lisäksi yhteisen ja hallitseva Ag ⁺, termi 'hopeaoksidia' alkoi näyttää riittämätön viitata Ag ₂ O.

Tämä johtuu siitä, että Ag ⁺ ioni on runsaammin kuin toiset, niin Ag ₂ O otetaan ainoana oksidi; mikä ei ole aivan oikein.

Jos Ag ^2+: ta pidetään käytännössä olemattomana, ottaen huomioon sen epävakauden, silloin vain ionit, joiden valenssit ovat +1 ja +3; ts. Ag (I) ja Ag (III).

Valencias I ja III

Koska Ag (I) on pienin valenssi, se nimetään lisäämällä jälkiliite -oso argentuminimeensä. Siten, Ag ₂ O on: hopeaoksidia tai mukaan systemaattisen nimikkeistön, diplate hiilimonoksidia.

Jos Ag (III) jätetään kokonaan huomiotta, niin sen perinteisen nimikkeistön tulisi olla: hopeoksidi hopeaoksidin sijasta.

Toisaalta, kun Ag (III) on suurin valenssi, nimelle lisätään jälkiliite –ico. Siten, Ag ₂ O ₃ on: hopeaoksidia (2 Ag ^{3 +} ionien kanssa kolme O ^2-). Sen nimi systemaattisen nimikkeistön mukaan olisi myös: diplatatrioksidi.

Jos Ag ₂ O _3: n rakenne havaitaan, voidaan olettaa, että se on otsonin, O _{3: n} hapettumisen tuote hapen sijaan. Näin ollen, sen kovalenttinen luonne on oltava suurempi kuin se on kovalenttinen yhdiste Ag-OOO-Ag tai Ag-O ₃ -Ag sidoksia.

Systemaattinen nimikkeistö monimutkaisille hopeaoksideille

AgO, kirjoitettu myös nimellä Ag ₄ O ₄ tai Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃, on hopeanoksidi (I, III), koska sillä on sekä +1 että +3 valenssia. Sen nimi systemaattisen nimikkeistön mukaan olisi: tetraplaatan tetraoksidi.

Tämä nimikkeistö on suureksi avuksi, kun kyse on muista stoikiometrisesti monimutkaisista hopeaoksideista. Esimerkiksi, oletetaan, että kaksi kiinteää ainetta 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ ja Ag ₂ O ∙ 3Ag ₂ O ₃.

Ensimmäisen kirjoittaminen tarkoituksenmukaisemmalla tavalla olisi: Ag ₆ O ₅ (lasketaan ja lisätään Ag: n ja O: n atomit). Sen nimi olisi tällöin heksalevypentoksidi. Huomaa, että tällä oksidilla on vähemmän rikas hopeakoostumus kuin Ag20: _lla (6: 5 <2: 1).

Kun kirjoitat toisen kiinteän aineen toisella tavalla, se olisi: Ag ₈ O ₁₀. Sen nimi olisi oktahopeadekaoksidi (suhteella 8:10 tai 4: 5). Tämä hypoteettinen hopeaoksidi olisi "hyvin hapettunut".

Sovellukset

Hopeoksidin uusia ja hienostuneita käyttötapoja koskevia tutkimuksia jatketaan tähän päivään saakka. Jotkut sen käyttötavoista on lueteltu alla:

-Se liukenee ammoniakkiin, ammoniumnitraattiin ja veteen Tollens-reagenssin muodostamiseksi. Tämä reagenssi on hyödyllinen työkalu laadullisessa analyysissä orgaanisen kemian laboratorioissa. Se mahdollistaa aldehydien läsnäolon määrittämisen näytteessä muodostamalla "hopeapeili" koeputkeen positiivisena vasteena.

-Yhdessä metallisella sinkillä se muodostaa primaariset sinkki-hopeaoksidiparistot. Tämä on ehkä yksi sen yleisimmistä ja kotikäytöistä.

-Se toimii kaasun puhdistimen, absorboivat esimerkiksi CO ₂. Kuumennettaessa se vapauttaa tarttuneet kaasut ja voidaan käyttää uudelleen useita kertoja.

-Hopeen antimikrobisten ominaisuuksien vuoksi sen oksidi on hyödyllinen bioanalyysi- ja maaperän puhdistustutkimuksissa.

-Se on mieto hapettava aine, joka kykenee hapettamaan aldehydit karboksyylihapoiksi. Samoin sitä käytetään (tertiaaristen amiinien) Hofmann-reaktiossa ja se osallistuu muihin orgaanisiin reaktioihin, joko reagenssina tai katalysaattorina.

Viitteet

1. Bergstresser M. (2018). Hopeaoksidi: Kaava, hajoaminen ja muodostuminen. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
2. Numeroiden III / 17E-17F-41C tekijät ja toimittajat. (SF). Hopeoksidien (Ag (x) O (y)) kiderakenne, hilaparametrit. (Numeerinen data ja toiminnalliset suhteet tieteessä ja tekniikassa), osa 41C. Springer, Berliini, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Biokenttäenergian käsittelyn mahdollinen vaikutus hopeoksidijauheen fysikaalisiin ja lämpöominaisuuksiin. Kansainvälinen biolääketieteen ja tekniikan lehti. Osa 3, nro 5, s. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Hopeoksidin hajoaminen. Oregonin yliopisto. Palautettu osoitteesta: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24. huhtikuuta 2014). Hopeoksidiparistojen käyttö. Sciencing. Palautettu osoitteesta: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). Hopeoksidin (Ag2o) joidenkin optisten ominaisuuksien tutkiminen UVVisible-spektrofotometrillä.. Palautettu osoitteesta iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Vesipitoisten liuosten vakiopotentiaalit. Marcel Dekker. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve