Struttura del solfuro d'argento (Ag2S), proprietà, nomenclatura, usi

il solfuro d'argento è un composto inorganico la cui formula chimica è Ag₂S. Consiste di un solido nero-grigiastro formato da cationi Ag⁺ e anioni S^2- in un rapporto 2: 1. La S^2- È molto simile ad Ag⁺perché entrambi sono ioni molli e riescono a stabilizzarsi l'uno con l'altro.

Gli ornamenti d'argento tendono ad oscurarsi, perdendo la loro caratteristica lucentezza. Il cambiamento di colore non è un prodotto dell'ossidazione dell'argento, ma della sua reazione con l'idrogeno solforato presente nell'ambiente a basse concentrazioni; Ciò può venire dalla putrefazione o dal degrado di piante, animali o alimenti ricchi di zolfo.

L'H₂S, la cui molecola trasporta un atomo di zolfo, reagisce con l'argento secondo la seguente equazione chimica: 2Ag (s) + H₂S (g) => Ag₂S (s) + H₂(G)

Pertanto, l'Ag₂S è responsabile per gli strati neri formati sull'argento. Tuttavia, in natura questo zolfo si trova anche nei minerali di acantite e argentite. I due minerali si distinguono da molti altri per i loro cristalli neri e luminosi, come quello del solido nell'immagine superiore.

L'Ag₂S presenta strutture polimorfiche, interessanti proprietà elettroniche e optoelettroniche, è semiconduttore e promette di essere materiale per lo sviluppo di dispositivi fotovoltaici, come le celle solari.

indice

• 1 struttura
• 2 proprietà
  • 2.1 Peso molecolare
  • 2.2 Aspetto
  • 2.3 Odore
  • 2.4 Punto di fusione
  • 2.5 Solubilità
  • 2.6 Struttura
  • 2.7 Indice di rifrazione
  • 2.8 costante dielettrica
  • 2.9 Elettronica
  • 2.10 Reazione di riduzione
• 3 Nomenclatura
  • 3.1 Sistematica
  • 3.2 Stock
  • 3.3 Tradizionale
• 4 usi
• 5 riferimenti

struttura

La struttura cristallina del solfuro d'argento è illustrata nell'immagine superiore. Le sfere blu corrispondono ai cationi Ag⁺, mentre quelli gialli agli anioni S^2-. L'Ag₂S è polimorfico, il che significa che può adottare diversi sistemi cristallini in determinate condizioni di temperatura.

Come? Attraverso una transizione di fase. Gli ioni vengono riorganizzati in modo tale che l'aumento di temperatura e le vibrazioni del solido non disturbino l'equilibrio elettrostatico di attrazione-repulsione. Quando ciò accade, si dice che c'è una transizione di fase, e il solido presenta quindi nuove proprietà fisiche (come la lucentezza e il colore).

L'Ag₂A temperature normali (sotto 179 ° C), ha una struttura cristallina monoclina (α- Ag₂S). Oltre a questa fase solida ce ne sono altri due: il bcc (cubico centrato nel corpo) tra 179 e 586 ° C, e il fcc (cubico centrato sulle facce) a temperature molto elevate (δ- Ag₂S).

Il minerale di argentite è costituito dalla fase fcc, nota anche come β-Ag₂S. Una volta raffreddati e trasformati in una scogliera, prevalgono le loro caratteristiche strutturali. Pertanto, entrambe le strutture cristalline coesistono: il monoclino e il ccc. Quindi, emergono solidi neri con sfumature luminose e interessanti.

proprietà

Peso molecolare

247,80 g / mol

aspetto

Cristalli neri grigi

odore

Servizi igienici.

Punto di fusione

836ºC. Questo valore concorda con il fatto che Ag₂S è un composto con poco carattere ionico e, quindi, si scioglie a temperature inferiori a 1000 ° C.

solubilità

In acqua solo 6,21 ∙ 10^-15 g / L a 25ºC. Cioè, la quantità del solido nero che è solubilizzato è trascurabile. Ciò, ancora, è dovuto al piccolo carattere polare del legame Ag-S, in cui non vi è alcuna differenza significativa nell'elettronegatività tra i due atomi.

Inoltre, l'Ag₂S è insolubile in tutti i solventi. Nessuna molecola può separare in modo efficiente i suoi strati cristallini in ioni Ag⁺ e S^2- solvatato.

struttura

Quattro strati di legami S-Ag-S possono anche essere visti nell'immagine della struttura, che si muovono uno sopra l'altro quando il solido è soggetto alla comprensione. Questo comportamento significa che, nonostante sia un semiconduttore, è duttile come molti metalli a temperatura ambiente.

I livelli S-Ag-S si adattano correttamente a causa delle loro geometrie angolari che vengono osservate come uno zigzag. Avendo una forza di comprensione, questi si muovono su un asse di spostamento causando così nuove interazioni non covalenti tra gli atomi di argento e zolfo.

Indice di rifrazione

2.2

Costante dielettrica

6

elettronico

L'Ag₂S è un semiconduttore anfotero, cioè si comporta come se fosse del tipo n e il tipo p. Inoltre non è fragile, motivo per cui è stato studiato per la sua applicazione in dispositivi elettronici.

Reazione di riduzione

L'Ag₂S può essere ridotto all'argento metallico bagnando i pezzi neri con acqua calda, NaOH, alluminio e sale. La seguente reazione ha luogo:

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

nomenclatura

Silver, la cui configurazione elettronica è [Kr] 4d¹⁰5S¹, può perdere solo un elettrone: quello dei suoi più esterni 5s orbitali. Quindi, il catione⁺ rimane con una configurazione elettronica [Kr] 4d¹⁰. Pertanto, ha una valenza unica di +1, che determina come devono essere chiamati i suoi composti.

Lo zolfo, d'altra parte, ha configurazione elettronica [Ne] 3s²3p⁴e ha bisogno di due elettroni per completare il suo ottetto di valenza. Quando guadagna questi due elettroni (dall'argento), si trasforma in anione di zolfo, S^2-, con configurazione [Ar]. Cioè, è isoelettronico per argon gas nobile.

Quindi l'Ag₂S deve essere chiamato in base alle seguenti nomenclature:

sistematica

scimmiasolfuro diargento. Qui consideriamo il numero di atomi di ciascun elemento e sono indicati dai prefissi dei numeratori greci.

stock

Solfuro d'argento Avendo una valenza unica di +1, non è specificato con numeri romani tra parentesi: solfuro d'argento (I); che non è corretto.

tradizionale

Solfuro d'argentoico. Poiché l'argento "funziona" con una valenza di +1, il suffisso -ico viene aggiunto al suo nome Argentum in latino

applicazioni

Alcuni dei nuovi usi di Ag₂S sono i seguenti:

-le soluzioni nanoparticelle colloidali (con diverse dimensioni), hanno attività antibatterica, non sono tossici, e pertanto possono essere utilizzati nel campo della medicina e della biologia.

- Le sue nanoparticelle possono formare ciò che è noto come punti quantici. Questi assorbono ed emettono radiazioni con maggiore intensità rispetto a molte molecole organiche fluorescenti, in modo che possano soppiantare queste ultime come marcatori biologici.

-Le strutture di α-Ag₂S lo fa esibire sorprendenti proprietà elettroniche da utilizzare come celle solari. Rappresenta anche un punto di partenza per la sintesi di nuovi materiali termoelettrici e sensori.

riferimenti

1. Mark Peplow. (17 aprile 2018). Il solfuro di argento semiconduttore si estende come il metallo. Tratto da: cen.acs.org
2. Collaborazione: Autori e curatori dei volumi III / 17E-17F-41C () Silver solfuro (Ag 2 S) struttura cristallina. In: O. Madelung, U. Rössler, Schulz M. (a cura di) elementi non tetraedricamente aderenti e di Binary composti I. Landolt-Börnstein - Materia Condensata Gruppo III (dati numerici e rapporti funzionali in Scienze e Tecnologie), vol 41C. Springer, Berlino, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Solfuro d'argento Tratto da: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Luglio 2016). Ag₂S nanoparticelle di solfuro d'argento e soluzioni colloidali: sintesi e proprietà. Tratto da: sciencedirect.com
5. Azo Materials. (2018). Solfuro d'argento (Ag₂S) Semiconduttori. Tratto da: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Prospettive e sfide dei film sottili di solfuro d'argento: una recensione. Divisione di Scienza dei Materiali e le energie rinnovabili, Dipartimento di Fisica Industriale, Ebonyi State University, Abakaliki, Nigeria.
7. UMassAmherst. (2011). Dimostrazioni della conferenza: pulizia dell'argento ossidato. Tratto da: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Studio. (2018). Cos'è il solfuro d'argento? - Formula chimica e usi. Tratto da: study.com