Silbersulfid (Ag2S) Struktur, Eigenschaften, Nomenklatur, Verwendungen

Die Silbersulfid ist eine anorganische Verbindung, deren chemische Formel Ag ist₂S. Es besteht aus einem schwarz-gräulichen Feststoff, der durch Ag-Kationen gebildet wird⁺ und Anionen S^2- in einem Verhältnis von 2: 1. Die S^2- Es ist sehr ähnlich wie Ag⁺weil beide weiche Ionen sind und es ihnen gelingt, sich gegenseitig zu stabilisieren.

Silberne Ornamente neigen dazu, dunkler zu werden und ihren charakteristischen Glanz zu verlieren. Die Farbänderung ist kein Produkt der Oxidation des Silbers, sondern seiner Reaktion mit dem Schwefelwasserstoff, der in der Umgebung in geringen Konzentrationen vorhanden ist; Dies kann durch Fäulnis oder Abbau von schwefelhaltigen Pflanzen, Tieren oder Lebensmitteln entstehen.

Der H₂S, dessen Molekül ein Schwefelatom trägt, reagiert mit Silber gemäß der folgenden chemischen Gleichung: 2Ag (s) + H₂S (g) => Ag₂S (s) + H₂(G)

Daher ist das Ag₂S ist verantwortlich für die schwarzen Schichten auf dem Silber. In der Natur kann dieser Schwefel aber auch in den Acantit- und Argentitmineralen gefunden werden. Die zwei Mineralien unterscheiden sich von vielen anderen durch ihre schwarzen und hellen Kristalle, wie die des Festkörpers im oberen Bild.

Das Ag₂S präsentiert polymorphe Strukturen, attraktive elektronische und optoelektronische Eigenschaften, ist Halbleiter und verspricht, Material für die Entwicklung von photovoltaischen Geräten, wie Solarzellen, zu sein.

Index

• 1 Struktur
• 2 Eigenschaften
  • 2.1 Molekulargewicht
  • 2.2 Aussehen
  • 2.3 Geruch
  • 2.4 Schmelzpunkt
  • 2.5 Löslichkeit
  • 2.6 Struktur
  • 2.7 Brechungsindex
  • 2.8 Dielektrizitätskonstante
  • 2.9 Elektronik
  • 2.10 Reduktionsreaktion
• 3 Nomenklatur
  • 3.1 Systematik
  • 3.2 Vorrat
  • 3.3 Traditionell
• 4 Verwendet
• 5 Referenzen

Struktur

Die kristalline Struktur von Silbersulfid ist im oberen Bild dargestellt. Die blauen Kugeln entsprechen den Ag-Kationen⁺, während die gelben zu den Anionen S^2-. Das Ag₂S ist polymorph, was bedeutet, dass es unter bestimmten Temperaturbedingungen mehrere kristalline Systeme annehmen kann.

Wie? Durch einen Phasenübergang. Die Ionen werden so umgeordnet, dass der Temperaturanstieg und die Schwingungen des Festkörpers das elektrostatische Anziehung-Abstoß-Gleichgewicht nicht stören. Wenn dies geschieht, wird gesagt, dass es einen Phasenübergang gibt und der Festkörper daher neue physikalische Eigenschaften (wie Glanz und Farbe) aufweist.

Das Ag₂Bei normalen Temperaturen (unter 179 ° C) hat es eine monokline kristalline Struktur (α-Ag₂S). Zusätzlich zu dieser festen Phase gibt es noch zwei weitere: das bcc (kubisch zentriert im Körper) zwischen 179 und 586 ° C und das fcc (kubisch zentriert auf den Flächen) bei sehr hohen Temperaturen (δ-Ag₂S).

Das Argentit-Mineral besteht aus der fcc-Phase, auch bekannt als β-Ag₂S. Sobald sie abgekühlt und in eine Klippe verwandelt wurden, herrschen ihre strukturellen Merkmale zusammen. Daher koexistieren beide kristalline Strukturen: monoklin und bcc. Daher entstehen schwarze Festkörper mit hellen und interessanten Obertönen.

Eigenschaften

Molekulargewicht

247,80 g / mol

Aussehen

Graue schwarze Kristalle

Geruch

Toilette

Schmelzpunkt

836ºC. Dieser Wert stimmt mit der Tatsache überein, dass Ag₂S ist eine Verbindung mit wenig ionischem Charakter und schmilzt deshalb bei Temperaturen unter 1000 ° C.

Löslichkeit

In Wasser nur 6,21 ÷ 10^-15 g / l bei 25ºC. Das heißt, die Menge des gelösten schwarzen Feststoffs ist vernachlässigbar. Dies ist wiederum auf den geringen polaren Charakter der Ag-S-Bindung zurückzuführen, wo es keinen signifikanten Unterschied in der Elektronegativität zwischen den beiden Atomen gibt.

Auch die Ag₂S ist in allen Lösungsmitteln unlöslich. Kein Molekül kann seine kristallinen Schichten in Ag-Ionen effizient trennen⁺ und S^2- gelöst

Struktur

Vier Schichten von S-Ag-S-Bindungen können auch in dem Bild der Struktur gesehen werden, die sich übereinander bewegen, wenn der Feststoff dem Verständnis unterworfen wird. Dieses Verhalten bedeutet, dass es, obwohl es ein Halbleiter ist, bei Raumtemperatur wie viele Metalle duktil ist.

Die S-Ag-S-Schichten passen aufgrund ihrer Winkelgeometrie, die als Zickzack beobachtet wird, richtig. Diese Kräfte bewegen sich auf einer Verschiebungsachse, wodurch neue nichtkovalente Wechselwirkungen zwischen den Silber- und Schwefelatomen entstehen.

Brechungsindex

2.2

Dielektrizitätskonstante

6

Elektronik

Das Ag₂S ist ein amphoterer Halbleiter, dh er verhält sich so, als ob er von der Art wäre n und der Typ p. Es ist auch nicht spröde, weshalb es für seine Anwendung in elektronischen Geräten untersucht wurde.

Reduktionsreaktion

Das Ag₂S kann zu metallischem Silber reduziert werden, indem man die schwarzen Stücke mit heißem Wasser, NaOH, Aluminium und Salz badet. Folgende Reaktion findet statt:

3Ag₂S (s) + 2Al (s) + 3H₂O (I) => 6Ag (s) + 3H₂S (ac) + Al₂O₃(s)

Nomenklatur

Silber, dessen elektronische Konfiguration [Kr] 4d ist¹⁰5s¹, es kann nur ein Elektron verlieren: das seiner äußersten Umlaufbahn 5s. So ist das Ag-Kation⁺ bleibt mit einer elektronischen Konfiguration [Kr] 4d¹⁰. Daher hat es eine einzigartige Valenz von +1, die bestimmt, wie seine Verbindungen aufgerufen werden sollen.

Schwefel dagegen hat elektronische Konfiguration [Ne] 3s²3p⁴und es benötigt zwei Elektronen, um sein Valenzoktett zu vervollständigen. Wenn es diese zwei Elektronen (aus Silber) gewinnt, wandelt es sich in das Schwefelanion S um^2-, mit Konfiguration [Ar]. Das heißt, es ist isoelektronisch zu Argon-Edelgas.

Also das Ag₂S muss nach folgenden Nomenklaturen benannt werden:

Systematik

AffeSchwefel diSilber Hier betrachten wir die Anzahl der Atome jedes Elements und sind durch die Präfixe der griechischen Zähler angegeben.

Vorrat

Silbersulfid. Mit einer eindeutigen Wertigkeit von +1 ist es nicht mit römischen Ziffern in Klammern angegeben: Silbersulfid (I); was falsch ist.

Traditionell

Silbersulfidico. Da Silber mit einer Wertigkeit von +1 "arbeitet", wird das Suffix -ico zu seinem Namen hinzugefügt Argentum auf Latein

Verwendet

Einige der neuen Anwendungen für Ag₂S sind die folgenden:

-Die Färbungen ihrer Nanopartikel (mit unterschiedlichen Größen), haben antibakterielle Aktivität, sind nicht toxisch und können daher in den Bereichen Medizin und Biologie verwendet werden.

- Seine Nanopartikel können so genannte Quantenpunkte bilden. Diese absorbieren und emittieren Strahlung mit größerer Intensität als viele fluoreszierende organische Moleküle, so dass sie diese als biologische Marker ersetzen können.

-Die Strukturen von α-Ag₂S machen es auffällige elektronische Eigenschaften, um als Solarzellen verwendet zu werden. Es stellt auch einen Ausgangspunkt für die Synthese neuer thermoelektrischer Materialien und Sensoren dar.

Referenzen

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2. Zusammenarbeit: Autoren und Herausgeber der Band III / 17E-17F-41C () Silbersulfid (Ag2S) Kristallstruktur. In: O. Madelung, U. Rössler, Schulz M (eds) Nicht-tetraedrisch Bonded Elemente und binäre Verbindungen I. Landolt-Börnstein - Matter Gruppe III (Numerische Daten und Funktionen aus Wissenschaft und Technologie) Kondensmilch, Band 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
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7. UMassAmherst. (2011). Vortrag Demonstrationen: Reinigung von angelaufenem Silber. Genommen von: lessingdemos.chem.umass.edu
8. Studie. (2018). Was ist Silbersulfid? - Chemische Formel & Verwendungen. Genommen von: study.com