Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Silbersulfid (Ag2S)

Das Silbersulfid ist eine anorganische Verbindung, deren chemische Formel Ag ist_zweiS. Es besteht aus einem grau-schwarzen Feststoff, der durch Kationen Ag gebildet wird⁺ und S Anionen^zwei- im Verhältnis 2: 1. Die S.^zwei- ist sehr ähnlich zu Ag⁺, denn beide sind weiche Ionen und schaffen es, sich miteinander zu stabilisieren.

Silberornamente neigen dazu, sich zu verdunkeln und ihren charakteristischen Glanz zu verlieren. Die Farbänderung ist kein Produkt der Oxidation von Silber, sondern seiner Reaktion mit Schwefelwasserstoff, der in geringen Konzentrationen in der Umwelt vorhanden ist; Dies kann durch Verrottung oder Abbau von Pflanzen, Tieren oder schwefelreichen Lebensmitteln verursacht werden.

Die H._zweiS, dessen Molekül ein Schwefelatom trägt, reagiert mit Silber gemäß der folgenden chemischen Gleichung: 2Ag (s) + H._zweiS (g) => Ag_zweiS (s) + H._zwei(G)

Daher ist die Ag_zweiS ist verantwortlich für die auf Silber gebildeten schwarzen Schichten. In der Natur kommt dieses Sulfid jedoch auch in den Mineralien Acantite und Argentite vor. Die beiden Mineralien unterscheiden sich von vielen anderen durch ihre glänzenden schwarzen Kristalle, wie die im Festkörper im obigen Bild..

Die AG_zweiS hat polymorphe Strukturen, attraktive elektronische und optoelektronische Eigenschaften, ist ein Halbleiter und verspricht, ein Material für die Herstellung von Photovoltaik-Geräten wie Solarzellen zu sein..

Artikelverzeichnis

• 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 Lager
  • 3.3 Traditionell
• 4 Verwendungen
• 5 Referenzen

Struktur

Das obere Bild zeigt die Kristallstruktur von Silbersulfid. Die blauen Kugeln entsprechen den Ag-Kationen⁺, während die gelben zu den S-Anionen^zwei-. Die AG_zweiS ist polymorph, was bedeutet, dass es unter bestimmten Temperaturbedingungen verschiedene Kristallsysteme annehmen kann..

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

Die AG_zweiS hat bei normalen Temperaturen (unter 179 ° C) eine monokline Kristallstruktur (α-Ag_zweiS). Zusätzlich zu dieser festen Phase gibt es zwei weitere: den bcc (kubisch zentriert auf dem Körper) zwischen 179 und 586 ° C und den fcc (kubisch zentriert auf den Flächen) bei sehr hohen Temperaturen (δ-Ag_zweiS).

Das Mineral Argentit besteht aus der fcc-Phase, auch als β-Ag bekannt_zweiS. Sobald es abgekühlt und in Akanthit umgewandelt ist, überwiegen seine strukturellen Merkmale zusammen. Daher existieren beide kristallinen Strukturen nebeneinander: die monokline und die bcc. Daher entstehen schwarze Feststoffe mit hellen und interessanten Obertönen..

Eigenschaften

Molekulargewicht

247,80 g / mol

Aussehen

Grauschwarze Kristalle

Geruch

Toilette.

Schmelzpunkt

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

Löslichkeit

In Wasser nur 6,21 ∙ 10^-fünfzehn g / l bei 25 ° C. Das heißt, die Menge des schwarzen Feststoffs, der solubilisiert wird, ist vernachlässigbar. Dies ist wiederum auf den niedrigen polaren Charakter der Ag-S-Bindung zurückzuführen, bei der es keinen signifikanten Unterschied in der Elektronegativität zwischen den beiden Atomen gibt..

Auch die Ag_zweiS ist in allen Lösungsmitteln unlöslich. Kein Molekül kann seine kristallinen Schichten effizient in Ag-Ionen trennen⁺ und S.^zwei- solvatisiert.

Struktur

Im Bild der Struktur sehen Sie auch vier Schichten von S-Ag-S-Bindungen, die sich übereinander bewegen, wenn der Feststoff einer Kompression ausgesetzt wird. Dieses Verhalten bedeutet, dass es, obwohl es ein Halbleiter ist, wie viele Metalle bei Raumtemperatur duktil ist..

S-Ag-S-Schichten passen aufgrund ihrer Winkelgeometrien, die als Zickzack betrachtet werden, richtig. Da es eine Kompressionskraft gibt, bewegen sie sich auf einer Verschiebungsachse und verursachen so neue nichtkovalente Wechselwirkungen zwischen Silber- und Schwefelatomen..

Brechungsindex

2.2

Dielektrizitätskonstante

6

Elektronisch

Die AG_zweiS ist ein amphoterer Halbleiter, das heißt, er verhält sich so, als wäre er vom Typ n  und vom Typ p. Darüber hinaus ist es nicht spröde, weshalb es für seine Anwendung in elektronischen Geräten untersucht wurde..

Reduktionsreaktion

Die AG_zweiS kann durch Baden der schwarzen Stücke mit heißem Wasser, NaOH, Aluminium und Salz zu metallischem Silber reduziert werden. Folgende Reaktion findet statt:

3Ag_zweiS (s) + 2Al (s) + 3H_zweiO (l) => 6Ag (s) + 3H_zweiS (ac) + Al_zweiODER₃(s)

Nomenklatur

Silber, dessen Elektronenkonfiguration [Kr] 4d ist¹⁰5s¹, es kann nur ein Elektron verlieren: sein äußerstes Orbital 5s. Somit ist das Kation Ag⁺ bleibt mit einer Elektronenkonfiguration [Kr] 4d übrig¹⁰. Daher hat es eine eindeutige Wertigkeit von +1, die bestimmt, wie seine Verbindungen genannt werden sollen..

Schwefel hat andererseits eine elektronische Konfiguration [Ne] 3s^zwei3p⁴, und es braucht zwei Elektronen, um sein Valenzoktett zu vervollständigen. Wenn es diese beiden Elektronen (aus Silber) gewinnt, wandelt es sich in das Sulfidanion S um^zwei-, mit [Ar] Einstellung. Das heißt, es ist isoelektronisch für das Edelgas Argon.

Also die Ag_zweiS muss nach folgenden Nomenklaturen aufgerufen werden:

Systematisch

AffeSulfid von gegebenSilber. Hier wird die Anzahl der Atome jedes Elements berücksichtigt und sie werden mit den Präfixen der griechischen Zähler markiert.

Lager

Silbersulfid. Da es eine eindeutige Wertigkeit von +1 hat, wird es nicht mit römischen Ziffern in Klammern angegeben: Silber (I) sulfid; was falsch ist.

Traditionell

Silbersulfidico. Da Silber mit einer Wertigkeit von +1 "funktioniert", wird das Suffix -ico zu seinem Namen hinzugefügt. argentum In Latein.

Anwendungen

Einige der neuartigen Verwendungen für Ag_zweiS sind wie folgt:

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

-Seine Nanopartikel können sogenannte Quantenpunkte bilden. Sie 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-Ag_zweiS bewirken, dass es bemerkenswerte elektronische Eigenschaften aufweist, die als Solarzellen verwendet werden können. Ebenso ist es ein Ausgangspunkt für die Synthese neuer thermoelektrischer Materialien und Sensoren..

Verweise

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