ซิลเวอร์ซัลไฟด์ (AG2S): โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี - 2026

ซัลไฟด์เงินเป็นสารอนินทรีที่มีสูตรทางเคมีคือ Ag ₂เอส มัน ประกอบด้วยสีเทาสีดำที่เกิดขึ้นจากไอออนบวก Ag ⁺และแอนไอออน S ²ใน 2: 1 S ^2-คล้ายกับ Ag ⁺มากเนื่องจากทั้งสองเป็นไอออนอ่อนและพวกมันสามารถทำให้เสถียรซึ่งกันและกัน

เครื่องประดับเงินมักจะสีเข้มขึ้นและสูญเสียความแวววาวตามลักษณะ การเปลี่ยนสีไม่ได้เกิดจากการออกซิเดชั่นของเงิน แต่เกิดจากปฏิกิริยากับไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมที่ความเข้มข้นต่ำ สิ่งนี้อาจมาจากการเน่าเปื่อยหรือการย่อยสลายของพืชสัตว์หรืออาหารที่อุดมไปด้วยกำมะถัน

ที่มา: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 ผ่าน Wikimedia Commons

H ₂ S ซึ่งโมเลกุลมีอะตอมของกำมะถันจะทำปฏิกิริยากับเงินตามสมการทางเคมีต่อไปนี้: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

ดังนั้น Ag ₂ S จึงรับผิดชอบต่อชั้นสีดำที่เกิดขึ้นบนเงิน อย่างไรก็ตามโดยธรรมชาติแล้วซัลไฟด์นี้สามารถพบได้ในแร่ธาตุ Acantite และ Argentite แร่ทั้งสองมีความแตกต่างจากแร่อื่น ๆ โดยผลึกสีดำเงาเหมือนของแข็งในภาพด้านบน

Ag ₂ S มีโครงสร้างโพลีมอร์ฟิกคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่น่าสนใจเป็นเซมิคอนดักเตอร์และสัญญาว่าจะเป็นวัสดุสำหรับการผลิตอุปกรณ์โซลาร์เซลล์เช่นเซลล์แสงอาทิตย์

โครงสร้าง

ที่มา: โดย CCoil จาก Wikimedia Commons

ภาพบนแสดงโครงสร้างผลึกของซิลเวอร์ซัลไฟด์ ทรงกลมสีฟ้าตรงกับ Ag ⁺ไพเพอร์ในขณะที่สีเหลืองทรงกลมตรงตามลักษณะที่S ^2-แอนไอออน Ag ₂ S เป็นโพลีมอร์ฟิกซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ระบบคริสตัลต่างๆภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แน่นอน

อย่างไร? ผ่านการเปลี่ยนเฟส ไอออนจะถูกจัดเรียงใหม่ในลักษณะที่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนของของแข็งจะไม่รบกวนสมดุลของแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นมีการกล่าวว่ามีการเปลี่ยนเฟสและของแข็งจึงแสดงคุณสมบัติทางกายภาพใหม่ (เช่นความมันวาวและสี)

Ag ₂ S ที่อุณหภูมิปกติ (ต่ำกว่า179ºC) มีโครงสร้างผลึกเดี่ยว (α-Ag ₂ S) นอกจากเฟสของแข็งนี้แล้วยังมีอีกสองอย่างคือ bcc (ลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลางของร่างกาย) ระหว่าง 179 ถึง586ºCและ fcc (ลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลางใบหน้า) ที่อุณหภูมิสูงมาก (δ- Ag ₂ S)

แร่อาร์เจนไทต์ประกอบด้วยเฟส fcc หรือที่เรียกว่าβ-Ag ₂ S. เมื่อเย็นตัวลงและเปลี่ยนเป็นอะแคนไทต์แล้วลักษณะโครงสร้างจะมีผลเหนือกว่าในการรวมกัน ดังนั้นโครงสร้างผลึกทั้งสองจึงอยู่ร่วมกัน: monoclinic และ bcc ดังนั้นของแข็งสีดำที่มีความโดดเด่นที่สดใสและน่าสนใจจึงเกิดขึ้น

คุณสมบัติ

น้ำหนักโมเลกุล

247.80 ก. / โมล

การปรากฏ

ผลึกสีดำอมเทา

กลิ่น

ห้องน้ำ.

จุดหลอมเหลว

836 องศาเซลเซียส ค่านี้สอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่า Ag ₂ S เป็นสารประกอบที่มีลักษณะไอออนิกเพียงเล็กน้อยดังนั้นจึงละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า1,000ºC

การละลาย

ในน้ำเพียง 6.21 ∙ 10 ^-15 g / L ที่อุณหภูมิ25ºC นั่นคือปริมาณของแข็งสีดำที่ละลายได้มีค่าเล็กน้อย นี่เป็นอีกครั้งที่เกิดจากลักษณะขั้วต่ำของพันธะ Ag-S ซึ่งไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในอิเล็กโทรเนกาติวิตีระหว่างอะตอมทั้งสอง

นอกจากนี้ Ag ₂ S ยังไม่ละลายในตัวทำละลายทั้งหมด ไม่มีโมเลกุลใดสามารถแยกชั้นผลึกของมันออกเป็น Ag ⁺และ S ^2-ไอออนที่ละลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โครงสร้าง

ในภาพของโครงสร้างคุณยังสามารถเห็นพันธะ S-Ag-S สี่ชั้นซึ่งเคลื่อนที่ทับกันเมื่อของแข็งถูกบีบอัด พฤติกรรมนี้หมายความว่าแม้จะเป็นสารกึ่งตัวนำ แต่ก็มีความเหนียวเหมือนโลหะหลายชนิดที่อุณหภูมิห้อง

เลเยอร์ S-Ag-S เข้ากันได้ดีเนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตเชิงมุมซึ่งมองว่าเป็นซิกแซก เนื่องจากมีแรงบีบอัดพวกมันจึงเคลื่อนที่ไปบนแกนกระจัดจึงทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โคเวเลนต์ใหม่ระหว่างอะตอมของเงินและกำมะถัน

ดัชนีหักเห

2.2

ค่าคงที่ของอิเล็กทริก

6

อิเล็กทรอนิกส์

Ag ₂ S เป็นเซมิคอนดักเตอร์แบบแอมโฟเทอริกกล่าวคือทำงานราวกับว่าเป็นประเภท n และประเภท p นอกจากนี้ยังไม่เปราะดังนั้นจึงได้รับการศึกษาเพื่อประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ปฏิกิริยาการลด

Ag ₂ S สามารถลดเป็นเงินเมทัลลิกได้โดยการอาบน้ำร้อน NaOH อะลูมิเนียมและเกลือ ปฏิกิริยาต่อไปนี้เกิดขึ้น:

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

ศัพท์เฉพาะ

ซิลเวอร์ซึ่งมีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนคือ 4d ¹⁰ 5s ¹สามารถสูญเสียอิเล็กตรอนได้เพียงตัวเดียวนั่นคือ5s ออร์บิทัลที่อยู่นอกสุด ดังนั้น Ag ⁺ไอออนบวกจะถูกทิ้งให้อยู่กับ 4d ¹⁰การจัดเรียงอิเล็กตรอน ดังนั้นจึงมีความจุเฉพาะ +1 ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าควรเรียกสารประกอบใด

ในทางกลับกันซัลเฟอร์มีโครงร่างอิเล็กทรอนิกส์ 3s ² 3p ⁴และต้องการอิเล็กตรอนสองตัวเพื่อทำให้เวเลนซ์อ็อกเต็ตสมบูรณ์ เมื่อได้รับอิเล็กตรอนทั้งสองนี้ (จากเงิน) มันจะถูกเปลี่ยนเป็นไอออนซัลไฟด์ S ^2-โดยมีการกำหนดค่า นั่นคือ isoelectronic กับอาร์กอนก๊าซมีตระกูล

ดังนั้นจึงต้องตั้งชื่อAg ₂ S ตามระบบการตั้งชื่อต่อไปนี้:

เป็นระบบ

Di-ซิลเวอร์โมโนซัลไฟด์ ที่นี่มีการพิจารณาจำนวนอะตอมของแต่ละองค์ประกอบและมีการทำเครื่องหมายด้วยคำนำหน้าของตัวเศษกรีก

คลังสินค้า

ซิลเวอร์ซัลไฟด์. เนื่องจากมีความจุเฉพาะ +1 จึงไม่ได้ระบุด้วยตัวเลขโรมันในวงเล็บ: ซิลเวอร์ (I) ซัลไฟด์ ซึ่งไม่ถูกต้อง

แบบดั้งเดิม

ซัลไฟด์ ARGENT ico . เนื่องจากเงิน "ใช้งานได้" ที่มีความจุ +1 จึงมีการเพิ่มคำต่อท้าย -ico ในชื่อภาษาละตินว่า argentum

การประยุกต์ใช้งาน

นวนิยายบางเรื่องใช้สำหรับ Ag ₂ S มีดังนี้:

- สารละลายคอลลอยด์ของอนุภาคนาโน (มีขนาดแตกต่างกัน) มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียไม่เป็นพิษดังนั้นจึงสามารถใช้ในด้านการแพทย์และชีววิทยา

- อนุภาคนาโนของมันสามารถสร้างสิ่งที่เรียกว่าจุดควอนตัม พวกมันดูดซับและปล่อยรังสีที่มีความเข้มมากกว่าโมเลกุลอินทรีย์เรืองแสงจำนวนมากดังนั้นจึงสามารถแทนที่สิ่งหลังนี้เป็นเครื่องหมายทางชีววิทยา

- โครงสร้างของα-Ag ₂ S ทำให้แสดงคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่โดดเด่นเพื่อใช้เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังเป็นจุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์วัสดุและเซ็นเซอร์เทอร์โมอิเล็กทริกใหม่

อ้างอิง

1. ทำเครื่องหมาย Peplow (17 เมษายน 2561). เซมิคอนดักเตอร์ซิลเวอร์ซัลไฟด์ยืดออกเหมือนโลหะ นำมาจาก: cen.acs.org
2. การทำงานร่วมกัน: ผู้เขียนและบรรณาธิการของไดรฟ์ข้อมูลโครงสร้างผลึก III / 17E-17F-41C () ซิลเวอร์ซัลไฟด์ (Ag2S) ใน: Madelung O. , Rössler U. , Schulz M. (eds) Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I. Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter (ข้อมูลเชิงตัวเลขและความสัมพันธ์เชิงฟังก์ชันในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี) เล่ม 41C. สปริงเกอร์เบอร์ลินไฮเดลเบิร์ก
3. วิกิพีเดีย (2018) ซิลเวอร์ซัลไฟด์. นำมาจาก: en.wikipedia.org
4. Stanislav I.Sadovnikov & col. (กรกฎาคม 2559). อนุภาคนาโนซิลเวอร์ซัลไฟด์Ag ₂ S และสารละลายคอลลอยด์: การสังเคราะห์และคุณสมบัติ นำมาจาก: sciencedirect.com
5. วัสดุ Azo (2561). ซิลเวอร์ซัลไฟด์ (Ag ₂ S) เซมิคอนดักเตอร์ นำมาจาก: azom.com
6. A. Nwofe (2015) อนาคตและความท้าทายของฟิล์มบางซิลเวอร์ซัลไฟด์: บทวิจารณ์ กองวัสดุศาสตร์และพลังงานทดแทนภาควิชาฟิสิกส์อุตสาหกรรมมหาวิทยาลัยแห่งรัฐ Ebonyi Abakaliki ประเทศไนจีเรีย
7. UMassAmherst (2011) การสาธิตการบรรยาย: การทำความสะอาดเครื่องเงินที่มัวหมอง นำมาจาก: conferencedemos.chem.umass.edu
8. ศึกษา. (2018) ซิลเวอร์ซัลไฟด์คืออะไร? - สูตรทางเคมีและการใช้งาน นำมาจาก: study.com