Zilversulfide (Ag2S) -structuur, eigenschappen, nomenclatuur, toepassingen



de zilver sulfide is een anorganische verbinding waarvan de chemische formule Ag is2S. Het bestaat uit een zwart-grijsachtige vaste stof gevormd door Ag-kationen+ en anionen S2- in een verhouding van 2: 1. De S2- het is erg verwant aan Ag+, omdat beide zachte ionen zijn en ze zich met elkaar kunnen stabiliseren.

Zilveren ornamenten hebben de neiging om donkerder te worden en verliezen hun karakteristieke glans. De kleurverandering is geen product van de oxidatie van het zilver, maar van de reactie ervan met het waterstofsulfide dat in lage concentraties in de omgeving aanwezig is; Dit kan afkomstig zijn van het rotten of de afbraak van planten, dieren of voedsel dat rijk is aan zwavel.

De H2S, waarvan het molecuul een zwavelatoom draagt, reageert met zilver volgens de volgende chemische vergelijking: 2Ag (s) + H2S (g) => Ag2S (s) + H2(G)

Daarom is de Ag2S is verantwoordelijk voor de zwarte lagen die op het zilver zijn gevormd. In de natuur is deze zwavel echter ook te vinden in de acantita en argentita mineralen. De twee mineralen onderscheiden zich van vele anderen door hun zwarte en heldere kristallen, zoals die van de vaste stof in het bovenste beeld.

De Ag2S presenteert polymorfe structuren elektronische eigenschappen en aantrekkelijk opto is halfgeleider en belooft materiaal voor de vervaardiging van fotovoltaïsche inrichtingen zoals zonnecellen.

index

  • 1 structuur
  • 2 Eigenschappen
    • 2.1 Molecuulgewicht
    • 2.2 Uiterlijk
    • 2.3 Geur
    • 2,4 Smeltpunt
    • 2.5 Oplosbaarheid
    • 2.6 Structuur
    • 2.7 Brekingsindex
    • 2.8 Diëlektrische constante
    • 2.9 Elektronica
    • 2.10 Reductiereactie
  • 3 Nomenclatuur
    • 3.1 Systematiek
    • 3.2 Voorraad
    • 3.3 Traditioneel
  • 4 Gebruik
  • 5 Referenties

structuur

De kristallijne structuur van zilversulfide wordt geïllustreerd in het bovenste beeld. De blauwe bollen komen overeen met de Ag-kationen+, terwijl de gele naar de anionen S2-. De Ag2S is polymorf, wat betekent dat het verschillende kristallijne systemen onder bepaalde temperatuuromstandigheden kan aannemen.

Hoe? Door een fase-overgang. De ionen worden op zo'n manier herschikt dat de toename in temperatuur en de trillingen van de vaste stof het elektrostatische aantrekkings- en afstotingsevenwicht niet verstoren. Wanneer dit gebeurt, wordt er gezegd dat er een faseovergang is, en de vaste stof vertoont daarom nieuwe fysieke eigenschappen (zoals glans en kleur).

De Ag2S bij normale temperaturen (lager dan 179ºC), heeft het een monokliene kristallijne structuur (α-Ag2S). Naast deze vaste fase zijn er twee andere: de bcc (body centered cubic) tussen 179 tot 586ºC en fcc (kubisch vlak gecentreerde) bij zeer hoge temperaturen (Ag δ-2S).

Het argentite mineraal bestaat uit de fcc-fase, ook bekend als β-Ag2S. Eenmaal afgekoeld en omgevormd tot een klif, domineren hun structurele kenmerken samen. Daarom bestaan ​​beide kristalstructuren naast elkaar: de monokliene en de bcc. Vandaar dat zwarte vaste lichamen met heldere en interessante boventonen verschijnen.

eigenschappen

Moleculair gewicht

247,80 g / mol

verschijning

Grijszwarte kristallen

geur

toilet.

Smeltpunt

836ºC. Deze waarde komt overeen met het feit dat Ag2S is een verbinding met een klein ionisch karakter en smelt daarom bij temperaturen onder de 1000ºC.

oplosbaarheid

In water slechts 6.21 ∙ 10-15 g / L bij 25ºC. Dat wil zeggen, de hoeveelheid van de zwarte vaste stof die oplosbaar wordt gemaakt is verwaarloosbaar. Dit is opnieuw het gevolg van het kleine polaire karakter van de Ag-S-binding, waar er geen significant verschil in elektronegativiteit tussen beide atomen is.

Ook de Ag2S is onoplosbaar in alle oplosmiddelen. Geen enkel molecuul kan zijn kristallijne lagen efficiënt scheiden in Ag-ionen+ en S2- gesolvateerde.

structuur

Vier lagen S-Ag-S-bindingen zijn ook te zien in het beeld van de structuur, die over elkaar heen bewegen wanneer de vaste stof aan begrip onderhevig is. Dit gedrag betekent dat het, hoewel het een halfgeleider is, ductiel is zoals vele metalen bij kamertemperatuur.

De S-Ag-S lagen goed past vanwege hun hoekige geometrie die worden gezien als een zigzag. Met een sterkte van begrip, ze gaan een as waardoor verschuiving veroorzaakt nieuwe niet-covalente binding tussen atomen zilver en zwavel.

Brekingsindex

2.2

Diëlektrische constante

6

elektronisch

De Ag2S is een amfotere halfgeleider, dat wil zeggen, het gedraagt ​​zich alsof het van het type is n  en van het type p. Het is ook niet broos, dus het is bestudeerd voor zijn toepassing in elektronische apparaten.

Reductiereactie

De Ag2S kan worden gereduceerd tot metallisch zilver door de zwarte stukken met heet water, NaOH, aluminium en zout te baden. De volgende reactie vindt plaats:

3AG2S (s) + 2Al (s) + 3H2O (l) => 6Ag (s) + 3H2S (ac) + Al2O3(S)

nomenclatuur

Zilver, waarvan de elektronische configuratie [Kr] 4d is105S1, het kan maar één elektron verliezen: dat van zijn buitenste baan 5s. Dus het Ag-kation+ blijft met een elektronische configuratie [Kr] 4d10. Daarom heeft het een unieke valentie van +1, die bepaalt hoe de verbindingen moeten worden genoemd.

Zwavel, aan de andere kant, heeft elektronische configuratie [Ne] 3s23p4, en het heeft twee elektronen nodig om zijn valentie-octet te voltooien. Wanneer het deze twee elektronen (uit zilver) wint, transformeert het in het zwavelanion, S2-, met configuratie [Ar]. Dat wil zeggen, het is isoelektrisch om edelgas te argoneren.

Zodat Ag2S moet worden gebeld volgens de volgende nomenclaturen:

systematiek

aapsulfide dizilver. Hier kijken we naar het aantal atomen van elk element en worden aangegeven met de voorvoegsels van Griekse tellers.

voorraad

Zilver sulfide. Als u een unieke waarde heeft van +1, wordt dit niet aangegeven met Romeinse cijfers tussen haakjes: zilversulfide (I); wat niet klopt.

traditioneel

Sulfuro argéntico. Omdat zilver "werkt" met een valentie van +1, wordt het achtervoegsel -ico toegevoegd aan de naam Argentum in het Latijn.

toepassingen

Enkele van de nieuwe toepassingen voor Ag2S zijn de volgende:

-De colloïdale de nanodeeltjes (met verschillende maten), oplossingen antibacteriële activiteit, zijn niet giftig, en kan daarom worden gebruikt op het gebied van de geneeskunde en de biologie.

-Hun nanodeeltjes kunnen zogenaamde quantum dots vormen. Deze absorberen en zenden straling uit met een grotere intensiteit dan veel organische fluorescente moleculen, zodat ze de laatste kunnen vervangen als biologische markers.

-De structuren van α-Ag2S laat het opvallende elektronische eigenschappen vertonen om als zonnecellen te worden gebruikt. Het vormt ook een startpunt voor de synthese van nieuwe thermo-elektrische materialen en sensoren.

referenties

  1. Mark Peplow. (17 april 2018). Halfgeleider-zilversulfide strekt zich uit zoals metaal. Genomen uit: cen.acs.org
  2. Samenwerking: Auteursgegevens der inhouden III / 17E-17F-41C () sulfide zilver (Ag 2S) kristalstructuur. In: O. Madelung, U. Rössler, Schulz M. (eds) Niet-tetrahedrally Bonded Elements en Binary Verbindingen I. Landolt-Börnstein - Condensed Matter groep III (cijfergegevens en functionele relaties in Science and Technology), vol 41C. Springer, Berlijn, Heidelberg.
  3. Wikipedia. (2018). Zilver sulfide. Genomen uit: en.wikipedia.org
  4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Juli 2016). ag2S zilver sulfide nanodeeltjes en colloïdale oplossingen: synthese en eigenschappen. Genomen uit: sciencedirect.com
  5. Azo Materials. (2018). Silver Sulfide (Ag2S) Halfgeleiders. Genomen vanaf: azom.com
  6. A. Nwofe. (2015). Vooruitzichten en uitdagingen van zilver-sulfide dunne films: een overzicht. Afdeling Materiaalkunde & Hernieuwbare Energie, Afdeling Industriële Fysica, Ebonyi State University, Abakaliki, Nigeria.
  7. UMassAmherst. (2011). Lezing Demonstraties: reinigen van bezoedeld zilver. Genomen uit: lecturedemos.chem.umass.edu
  8. Study. (2018). Wat is Silver Sulfide? - Chemische formule en gebruik. Genomen uit: study.com