BẠC SULFUA (AG2S): CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các sulfide bạc là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là Ag ₂ S. Nó bao gồm một chất rắn màu xám-đen hình thành bởi cation Ag ⁺ và anion S ^2- trong 2: 1. S ^2- rất giống với Ag ⁺ , vì cả hai đều là các ion mềm và chúng ổn định với nhau.

Các đồ trang trí bằng bạc có xu hướng tối đi, mất đi độ bóng sáng đặc trưng. Sự thay đổi màu sắc không phải là sản phẩm của quá trình oxy hóa bạc, mà là phản ứng của nó với hydro sulfua có trong môi trường ở nồng độ thấp; Điều này có thể đến từ sự thối rữa hoặc thoái hóa của thực vật, động vật hoặc thực phẩm giàu lưu huỳnh.

Nguồn: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, qua Wikimedia Commons

H ₂ S, mà phân tử của nó mang một nguyên tử lưu huỳnh, phản ứng với bạc theo phương trình hóa học sau: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Do đó, Ag ₂ S là nguyên nhân tạo ra các lớp màu đen trên bạc. Tuy nhiên, trong tự nhiên, sulfua này cũng có thể được tìm thấy trong các khoáng chất Acantit và Argentit. Hai khoáng chất này được phân biệt với nhiều loại khoáng chất khác bởi các tinh thể màu đen sáng bóng của chúng, giống như chất rắn trong hình trên.

Ag ₂ S có cấu trúc đa hình, đặc tính điện tử và quang điện tử hấp dẫn, là chất bán dẫn và hứa hẹn trở thành vật liệu để sản xuất các thiết bị quang điện, chẳng hạn như pin mặt trời.

Kết cấu

Nguồn: Bởi CCoil, từ Wikimedia Commons

Hình ảnh trên minh họa cấu trúc tinh thể của bạc sunfua. Các quả cầu màu xanh tương ứng với các cation Ag ⁺ , trong khi các quả cầu màu vàng tương ứng với các anion S ^2- . Ag ₂ S là đa hình, có nghĩa là nó có thể áp dụng các hệ tinh thể khác nhau trong các điều kiện nhiệt độ nhất định.

Làm sao? Qua quá trình chuyển pha. Các ion được sắp xếp lại theo cách sao cho sự gia tăng nhiệt độ và dao động của chất rắn không làm xáo trộn cân bằng lực hút - lực đẩy tĩnh điện. Khi điều này xảy ra, người ta nói rằng có sự chuyển pha, và do đó chất rắn thể hiện các đặc tính vật lý mới (chẳng hạn như độ bóng và màu sắc).

Ag ₂ S ở nhiệt độ thường (dưới 179ºC) có cấu trúc tinh thể đơn tà (α-Ag ₂ S). Ngoài pha rắn này còn có hai pha khác: bcc (lập phương tâm khối ở phần thân) trong khoảng từ 179 đến 586ºC và fcc (lập phương tâm khối trên các mặt) ở nhiệt độ rất cao (δ- Ag ₂ S).

Khoáng chất argentite bao gồm pha fcc, còn được gọi là β-Ag ₂ S. Sau khi được làm lạnh và chuyển thành acanthit, các đặc điểm cấu trúc của nó sẽ chiếm ưu thế khi kết hợp. Do đó, cả hai cấu trúc tinh thể cùng tồn tại: đơn tà và bcc. Do đó, chất rắn màu đen với âm bội sáng và thú vị xuất hiện.

Tính chất

Trọng lượng phân tử

247,80 g / mol

Xuất hiện

Tinh thể màu đen xám

Mùi

Phòng vệ sinh.

Độ nóng chảy

836 ° C. Giá trị này đồng ý với thực tế rằng Ag ₂ S là một hợp chất có ít đặc tính ion và do đó, nóng chảy ở nhiệt độ dưới 1000ºC.

Độ hòa tan

Trong nước chỉ có 6,21 ∙ 10 ^-15 g / L ở 25ºC. Tức là lượng chất rắn màu đen bị hòa tan là không đáng kể. Điều này, một lần nữa, là do đặc tính phân cực thấp của liên kết Ag-S, nơi không có sự khác biệt đáng kể về độ âm điện giữa hai nguyên tử.

Ngoài ra, Ag ₂ S không tan trong mọi dung môi. Không phân tử nào có thể tách các lớp tinh thể của nó thành các ion Ag ⁺ và S ^2- hòa tan một cách hiệu quả .

Kết cấu

Trong hình ảnh của cấu trúc, bạn cũng có thể thấy bốn lớp liên kết S-Ag-S, các liên kết này di chuyển lên nhau khi chất rắn chịu nén. Hành vi này có nghĩa là, mặc dù là chất bán dẫn, nó có tính dẻo giống như nhiều kim loại ở nhiệt độ phòng.

Các lớp S-Ag-S vừa khít do hình dạng góc của chúng được xem như một đường ziczac. Khi có một lực nén, chúng chuyển động trên một trục dịch chuyển, do đó gây ra tương tác không cộng hóa trị mới giữa các nguyên tử bạc và lưu huỳnh.

Chỉ số khúc xạ

2,2

Hằng số điện môi

6

Điện tử

Ag ₂ S là chất bán dẫn lưỡng tính, có nghĩa là, nó hoạt động như thể nó thuộc loại n và loại p. Nó cũng không giòn, vì vậy nó đã được nghiên cứu để ứng dụng trong các thiết bị điện tử.

Phản ứng khử

Ag ₂ S có thể bị khử thành bạc kim loại bằng cách ngâm miếng đen với nước nóng, NaOH, nhôm và muối. Phản ứng sau xảy ra:

3Ag ₂ S (s) + 2Al (s) + 3H ₂ O (l) => 6Ag (s) + 3H ₂ S (aq) + Al ₂ O ₃ (s)

Danh pháp

Bạc, có cấu hình electron là 4d ¹⁰ 5s ¹ , chỉ có thể mất một electron: quỹ đạo ngoài cùng của nó là 5s. Do đó, cation Ag ⁺ còn lại với cấu hình điện tử 4d ¹⁰ . Do đó, nó có một hóa trị duy nhất là +1, quyết định những hợp chất của nó nên được gọi là gì.

Mặt khác, lưu huỳnh có cấu hình điện tử 3s ² 3p ⁴ và cần hai electron để hoàn thành octet hóa trị của nó. Khi nó nhận được hai điện tử này (từ bạc), nó được chuyển thành anion sunfua, S ^2- , có cấu hình. Đó là, nó là đẳng điện tử đối với khí argon cao quý.

Vậy Ag ₂ S phải được gọi tên theo danh pháp nào sau đây:

Có hệ thống

Di- bạc mono sunfua . Ở đây số nguyên tử của mỗi nguyên tố được xem xét và chúng được đánh dấu bằng các tiền tố của tử số Hy Lạp.

cổ phần

Sunfua bạc. Vì nó có một hóa trị duy nhất là +1, nó không được chỉ định bằng các chữ số La Mã trong ngoặc đơn: bạc (I) sulfua; cái nào không chính xác.

Truyên thông

Sulfide ARGENT ico . Vì bạc "hoạt động" với hóa trị +1, nên hậu tố -ico được thêm vào tên la tinh của nó là argentum.

Các ứng dụng

Một số cách sử dụng mới cho Ag ₂ S như sau:

- Các dung dịch keo chứa các hạt nano của nó (với các kích thước khác nhau), có hoạt tính kháng khuẩn, không độc hại, do đó có thể được sử dụng trong lĩnh vực y học và sinh học.

-Các hạt nano của nó có thể tạo thành cái được gọi là chấm lượng tử. Chúng hấp thụ và phát ra bức xạ với cường độ lớn hơn nhiều phân tử hữu cơ huỳnh quang, vì vậy chúng có thể thay thế chúng như những chất đánh dấu sinh học.

-Cấu trúc của α-Ag ₂ S làm cho nó thể hiện các đặc tính điện tử nổi bật để được sử dụng làm pin mặt trời. Nó cũng đại diện cho một điểm khởi đầu cho việc tổng hợp các vật liệu nhiệt điện và cảm biến mới.

Người giới thiệu

1. Mark Peplow. (Ngày 17 tháng 4 năm 2018). Chất bán dẫn bạc sunfua kéo dài như kim loại. Lấy từ: cen.acs.org
2. Cộng tác: Các tác giả và biên tập viên của tập III / 17E-17F-41C () Cấu trúc tinh thể bạc sunfua (Ag2S). Trong: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (eds) Các nguyên tố liên kết không tứ diện và các hợp chất nhị phân I. Landolt-Börnstein - Vật chất ngưng tụ Nhóm III (Dữ liệu số và Mối quan hệ chức năng trong Khoa học và Công nghệ), tập 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Sunfua bạc. Lấy từ: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Tháng 7 năm 2016). Hạt nano bạc sunfua Ag ₂ S và dung dịch keo: Tổng hợp và tính chất. Lấy từ: sciisedirect.com
5. Vật liệu Azo. (2018). Chất bán dẫn Silver Sunfua (Ag ₂ S). Lấy từ: azom.com
6. A. Nwofe. (2015). Triển vọng và thách thức của màng mỏng bạc sulfua: Đánh giá. Phòng Khoa học Vật liệu & Năng lượng Tái tạo, Khoa Vật lý Công nghiệp, Đại học Bang Ebonyi, Abakaliki, Nigeria.
7. UMassAmherst. (2011). Bài giảng Chứng minh: làm sạch bạc bị xỉn màu. Lấy từ: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Học. (2018). Silver Sulfide là gì? - Công thức & Công dụng hóa học. Lấy từ: study.com