ซิลเวอร์ออกไซด์ (AG2O): โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี - 2026

ออกไซด์เงินเป็นสารอนินทรีที่มีสูตรทางเคมีคือ Ag ₂ทุมแรงที่มีผลผูกพันอะตอมเป็นเครืออิออน ใน ธรรมชาติ จึงประกอบด้วยการไอออนิกที่เป็นของแข็งที่มีสัดส่วนของทั้งสองแบงก์⁺ไพเพอร์ปฏิสัมพันธ์ electrostatically ที่มีประจุลบ O 2-

ไอออนของออกไซด์ O ^2-เป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของอะตอมเงินบนพื้นผิวกับออกซิเจนในสิ่งแวดล้อม ในลักษณะเดียวกับเหล็กและโลหะอื่น ๆ อีกมากมาย แทนที่จะทำให้สีแดงและร่วนเป็นสนิมชิ้นส่วนหรืออัญมณีเงินจะเปลี่ยนเป็นสีดำลักษณะของซิลเวอร์ออกไซด์

Pixabay

ตัวอย่างเช่นในภาพด้านบนคุณจะเห็นถ้วยเงินที่ถูกออกซิไดซ์ สังเกตพื้นผิวที่ดำคล้ำแม้ว่าจะยังคงความแวววาวประดับไว้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแม้แต่วัตถุเงินที่ถูกออกซิไดซ์ก็ถือได้ว่ามีเสน่ห์เพียงพอสำหรับการตกแต่ง

คุณสมบัติของซิลเวอร์ออกไซด์นั้นจะไม่กินพื้นผิวโลหะเดิมในตอนแรก เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้องโดยการสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ และที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นมันสามารถสลายตัวได้ที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 200 ° C)

ซึ่งหมายความว่าหากจับแก้วในภาพและใช้ความร้อนของเปลวไฟที่รุนแรงมันจะกลับมาเป็นสีเงิน ดังนั้นการก่อตัวของมันจึงเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ทางอุณหพลศาสตร์

ซิลเวอร์ออกไซด์ยังมีคุณสมบัติอื่น ๆ และนอกเหนือจากสูตรง่ายๆ Ag ₂ O ยังครอบคลุมถึงองค์กรโครงสร้างที่ซับซ้อนและของแข็งที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม Ag ₂ O อาจเป็นไปได้พร้อมกับ Ag ₂ O ₃ซึ่งเป็นตัวแทนของออกไซด์ของเงินมากที่สุด

โครงสร้างซิลเวอร์ออกไซด์

ที่มา: CCoil จาก Wikimedia Commons

โครงสร้างของมันเป็นอย่างไร? ดังที่กล่าวไว้ตอนต้น: เป็นของแข็งไอออนิก ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีทั้งพันธะโคเวเลนต์ Ag-O หรือ Ag = O ในโครงสร้าง เนื่องจากถ้ามีคุณสมบัติของออกไซด์นี้จะเปลี่ยนไปอย่างมาก จากนั้นเป็น Ag ⁺และ O ^2-ไอออนในอัตราส่วน 2: 1 และมีแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต

โครงสร้างของเงินออกไซด์จะถูกกำหนดดังนั้นโดยวิธีการที่กองกำลังไอออนิกจัด Ag ⁺และ O ^2-ไอออนในพื้นที่

ตัวอย่างเช่นในภาพด้านบนมีเซลล์หน่วยสำหรับระบบผลึกลูกบาศก์: ไอออนบวก Ag ⁺เป็นทรงกลมสีน้ำเงินสีเงินและ O ^{2 -}ทรงกลมสีแดง

หากนับจำนวนทรงกลมจะพบว่ามีด้วยตาเปล่าเก้าสีเงินและสี่แดง อย่างไรก็ตามเฉพาะชิ้นส่วนของทรงกลมที่มีอยู่ภายในลูกบาศก์เท่านั้นที่จะถูกพิจารณา การนับสิ่งเหล่านี้เป็นเศษส่วนของทรงกลมทั้งหมดต้องเป็นไปตามอัตราส่วน 2: 1 สำหรับ Ag ₂ O

ด้วยการทำซ้ำหน่วยโครงสร้างของจัตุรมุข AgO _{4 ที่}ล้อมรอบด้วย Ag ⁺อีกสี่ตัวทำให้ของแข็งสีดำทั้งหมดถูกสร้างขึ้น (โดยไม่สนใจรูหรือความผิดปกติที่อาจมีการจัดเรียงของผลึกเหล่านี้)

การเปลี่ยนแปลงด้วยจำนวนความจุ

ตอนนี้ไม่ได้มุ่งเน้นไปที่ AgO ₄ tetrahedron แต่อยู่ที่เส้น AgOAg (สังเกตจุดยอดของลูกบาศก์ด้านบน) เราจะพบว่าของแข็งของซิลเวอร์ออกไซด์ประกอบด้วยไอออนหลายชั้นจากมุมมองอื่นที่เรียงกันเป็นเชิงเส้น (แม้ว่าจะเอียง) ทั้งหมดนี้เป็นผลมาจากรูปทรงเรขาคณิต "โมเลกุล" รอบ Ag +

สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยการศึกษาโครงสร้างไอออนิกหลายครั้ง

ซิลเวอร์ทำงานเป็นส่วนใหญ่กับเวเลนซ์ +1 เนื่องจากเมื่อสูญเสียอิเล็กตรอนการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดขึ้นจะเป็น 4d ¹⁰ซึ่งมีความเสถียรมาก วาเลนซ์อื่น ๆ เช่น Ag ²⁺และ Ag ³⁺มีความเสถียรน้อยกว่าเนื่องจากสูญเสียอิเล็กตรอนจากวงโคจรเกือบเต็ม d

แบงก์³⁺ไอออนแต่เป็นที่ค่อนข้างเสถียรน้อยเมื่อเทียบกับ Ag 2+ ในความเป็นจริงมันสามารถอยู่ร่วมกันใน บริษัท ของ Ag ⁺เพื่อเพิ่มคุณค่าทางเคมีให้กับโครงสร้าง

โครงร่างอิเล็กทรอนิกส์ของมันคือ 4d ⁸โดยมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ในลักษณะที่ทำให้มันมีความเสถียร

แตกต่างจากรูปทรงเรขาคณิตเชิงเส้นรอบ Ag ⁺ไอออนพบว่าของ Ag ³⁺ไอออนเป็นระนาบสี่เหลี่ยม ดังนั้นซิลเวอร์ออกไซด์ที่มีไอออน Ag ³⁺จะประกอบด้วยชั้นที่ประกอบด้วย AgO ₄สี่เหลี่ยม(ไม่ใช่เตตราเฮดรา) ที่เชื่อมด้วยไฟฟ้าสถิตด้วยเส้น AgOAg เช่นในกรณีของ Ag ₄ O ₄หรือ Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O _{3 ที่}มีโครงสร้างเชิงเดี่ยว

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ที่มา: Benjah-bmm27 จาก Wikimedia Commons

การขูดพื้นผิวของถ้วยเงินในภาพหลักจะทำให้ได้ของแข็งซึ่งไม่เพียง แต่เป็นสีดำเท่านั้น แต่ยังมีเฉดสีน้ำตาลหรือน้ำตาลด้วย (ภาพบน) คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีบางประการที่รายงานในขณะนี้มีดังต่อไปนี้:

น้ำหนักโมเลกุล

231.735 ก. / โมล

การปรากฏ

ของแข็งสีน้ำตาลดำในรูปแบบผง (โปรดทราบว่าแม้จะเป็นของแข็งไอออนิก แต่ก็ไม่มีลักษณะเป็นผลึก) ไม่มีกลิ่นและผสมกับน้ำให้รสชาติโลหะ

ความหนาแน่น

7.14 ก. / มล.

จุดหลอมเหลว

277-300 องศาเซลเซียส แน่นอนว่ามันละลายเป็นเงินแข็ง นั่นคือมันอาจจะสลายตัวก่อนที่จะสร้างออกไซด์เหลว

กปปส

1.52 ∙ 10 ^-8ในน้ำที่ 20 ° C ดังนั้นจึงเป็นสารประกอบที่แทบจะไม่ละลายในน้ำ

การละลาย

หากสังเกตภาพโครงสร้างของมันอย่างละเอียดจะพบว่าทรงกลม Ag ²⁺และ O ²ไม่แตกต่างกันเกือบทั้งขนาด สิ่งนี้เป็นผลให้โมเลกุลเล็ก ๆ เท่านั้นที่สามารถผ่านภายในโครงตาข่ายคริสตัลได้ทำให้ไม่ละลายในตัวทำละลายเกือบทั้งหมด ยกเว้นสิ่งที่มันทำปฏิกิริยาเช่นเบสและกรด

อักขระโควาเลนต์

แม้ว่าซิลเวอร์ออกไซด์จะถูกกล่าวซ้ำ ๆ ว่าเป็นสารประกอบไอออนิก แต่คุณสมบัติบางอย่างเช่นจุดหลอมเหลวต่ำก็ขัดแย้งกับคำกล่าวนี้

แน่นอนว่าการพิจารณาลักษณะโควาเลนต์ไม่ได้ทำลายสิ่งที่อธิบายไว้สำหรับโครงสร้างของมันเนื่องจากการเพิ่มแบบจำลองของทรงกลมและแท่งลงในโครงสร้าง Ag ₂ O ก็เพียงพอแล้วเพื่อระบุพันธะโควาเลนต์

ในทำนองเดียวกันระนาบเตตระฮีดราและสี่เหลี่ยม AgO ₄ตลอดจนเส้น AgOAg จะเชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์ (หรือโคเวเลนต์ไอออนิก)

ด้วยเหตุนี้ Ag ₂ O จึงเป็นโพลีเมอร์ อย่างไรก็ตามขอแนะนำให้พิจารณาว่าเป็นของแข็งไอออนิกที่มีลักษณะโควาเลนต์ (ซึ่งลักษณะของพันธะยังคงเป็นความท้าทายในปัจจุบัน)

การจำแนก

ในตอนแรกมีการกล่าวถึงว่าการก่อตัวของมันสามารถย้อนกลับได้ทางอุณหพลศาสตร์ดังนั้นมันจึงดูดซับความร้อนเพื่อกลับสู่สถานะโลหะ ทั้งหมดนี้สามารถแสดงได้ด้วยสมการเคมีสองสมการสำหรับปฏิกิริยาดังกล่าว:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2A ก₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

โดยที่ Q แทนค่าความร้อนในสมการ สิ่งนี้อธิบายได้ว่าเหตุใดไฟที่ลุกไหม้พื้นผิวของถ้วยเงินที่ถูกออกซิไดซ์จึงกลับเป็นสีเงิน

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะสันนิษฐานว่ามี Ag ₂ O (l) เนื่องจากจะสลายตัวทันทีจากความร้อน เว้นแต่ความดันจะเพิ่มขึ้นสูงเกินไปที่จะได้ของเหลวสีน้ำตาลดำดังกล่าว

ศัพท์เฉพาะ

เมื่อความเป็นไปได้ของไอออน Ag ²⁺และ Ag ³⁺ถูกนำมาใช้นอกเหนือจาก Ag ⁺ทั่วไปและที่โดดเด่นคำว่า 'ซิลเวอร์ออกไซด์' เริ่มดูเหมือนจะไม่เพียงพอที่จะอ้างถึง Ag ₂ O

เนื่องจาก Ag ⁺ ion มีอยู่มากจึงถือว่า Ag ₂ O เป็นออกไซด์เพียงชนิดเดียว ซึ่งไม่ถูกต้องนัก

หาก Ag ²⁺ถูกพิจารณาว่าไม่มีอยู่จริงเนื่องจากความไม่เสถียรของมันจะมีเฉพาะไอออนที่มีวาเลนซ์ +1 และ +3 เท่านั้น นั่นคือ Ag (I) และ Ag (III)

วาเลนเซียส I และ III

เนื่องจาก Ag (I) เป็นตัวที่มีความจุต่ำที่สุดจึงตั้งชื่อโดยเพิ่มคำต่อท้าย –oso ให้กับชื่อ argentum ดังนั้น Ag ₂ O คือ: ซิลเวอร์ออกไซด์หรือตามระบบการตั้งชื่ออนุพันธ์โมโนออกไซด์

ถ้า Ag (III) ถูกละเว้นโดยสิ้นเชิงระบบการตั้งชื่อดั้งเดิมควรเป็น: ซิลเวอร์ออกไซด์แทนที่จะเป็นซิลเวอร์ออกไซด์

ในทางกลับกัน Ag (III) เป็นวาเลนซ์สูงสุดคำต่อท้าย –ico จะถูกเพิ่มเข้าไปในชื่อ ดังนั้น Ag ₂ O ₃คือ: ซิลเวอร์ออกไซด์ (2 Ag ³⁺ไอออนกับสาม O ^2- ) นอกจากนี้ชื่อของมันตามระบบการตั้งชื่อจะเป็น: diplata trioxide

หากสังเกตโครงสร้างของ Ag ₂ O ₃ก็สามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์จากการออกซิเดชั่นโดยโอโซน O ₃แทนที่จะเป็นออกซิเจน ดังนั้นลักษณะโควาเลนต์จะต้องมากกว่าเนื่องจากเป็นสารประกอบโควาเลนต์ที่มีพันธะ Ag-OOO-Ag หรือ Ag-O ₃ -Ag

ระบบการตั้งชื่อสำหรับซิลเวอร์ออกไซด์ที่ซับซ้อน

AgO เขียนว่า Ag ₄ O ₄หรือ Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃เป็นออกไซด์ของเงิน (I, III) เนื่องจากมีทั้ง +1 และ +3 วาเลนซ์ ชื่อตามระบบการตั้งชื่อจะเป็น tetraoxide ของ tetraplata

ระบบการตั้งชื่อนี้ช่วยได้มากเมื่อพูดถึงออกไซด์เชิงซ้อนอื่น ๆ ของเงิน ตัวอย่างเช่นสมมติว่าทั้งสองของแข็ง 2AG ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃และ Ag ₂ O ∙ 3AG ₂ O 3

การเขียนครั้งแรกด้วยวิธีที่เหมาะสมกว่าคือ Ag ₆ O ₅ (การนับและการเพิ่มอะตอมของ Ag และ O) ชื่อของมันจะเป็น hexaplate pentoxide โปรดสังเกตว่าออกไซด์นี้มีองค์ประกอบของเงินที่เข้มข้นน้อยกว่า Ag ₂ O (6: 5 <2: 1)

ในขณะที่เขียนของแข็งที่สองในอีกทางหนึ่งก็จะเป็น: Ag ₈ O 10 ชื่อของมันจะเป็น octa silver decaoxide (ด้วยอัตราส่วน 8:10 หรือ 4: 5) ซิลเวอร์ออกไซด์ที่สมมุติขึ้นนี้จะ "ออกซิไดซ์มาก"

การประยุกต์ใช้งาน

การศึกษาเพื่อค้นหาการใช้ซิลเวอร์ออกไซด์แบบใหม่และซับซ้อนยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ การใช้งานบางส่วนมีการระบุไว้ด้านล่าง:

- ละลายในแอมโมเนียแอมโมเนียมไนเตรตและน้ำเพื่อสร้างตัวทำปฏิกิริยา Tollens น้ำยานี้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพภายในห้องปฏิบัติการเคมีอินทรีย์ ช่วยให้สามารถระบุการมีอยู่ของอัลดีไฮด์ในตัวอย่างโดยการก่อตัวของ "กระจกสีเงิน" ในหลอดทดลองเป็นการตอบสนองเชิงบวก

- เมื่อใช้ร่วมกับสังกะสีเมทัลลิกจะสร้างแบตเตอรี่ซิงค์ - ซิลเวอร์ออกไซด์หลัก นี่อาจเป็นหนึ่งในของใช้ทั่วไปและในบ้าน

-It ทำหน้าที่เป็นเครื่องฟอกก๊าซดูดซับเช่น CO 2 เมื่อได้รับความร้อนจะปล่อยก๊าซที่ติดอยู่ออกมาและสามารถนำกลับมาใช้ได้หลายครั้ง

- เนื่องจากคุณสมบัติในการต้านจุลชีพของเงินออกไซด์จึงมีประโยชน์ในการวิเคราะห์ทางชีวภาพและการศึกษาการทำให้บริสุทธิ์ในดิน

- เป็นสารออกซิไดซ์อย่างอ่อนที่สามารถออกซิไดซ์แอลดีไฮด์เป็นกรดคาร์บอกซิลิก ในทำนองเดียวกันมันถูกใช้ในปฏิกิริยา Hofmann (ของเอมีนในระดับตติยภูมิ) และมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาอินทรีย์อื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นตัวทำปฏิกิริยาหรือตัวเร่งปฏิกิริยา

อ้างอิง

1. Bergstresser M. (2018). ซิลเวอร์ออกไซด์: สูตรการสลายตัวและการก่อตัว ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
2. ผู้เขียนและบรรณาธิการเล่ม III / 17E-17F-41C (เอสเอฟ) ซิลเวอร์ออกไซด์ (Ag (x) O (y)) โครงสร้างผลึกพารามิเตอร์แลตทิซ (ข้อมูลเชิงตัวเลขและความสัมพันธ์เชิงฟังก์ชันในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี) ฉบับที่ 41C. สปริงเกอร์เบอร์ลินไฮเดลเบิร์ก
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana (2015) ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการบำบัดพลังงานทางชีวภาพต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางความร้อนของผงซิลเวอร์ออกไซด์ International Journal of Biomedical Science and Engineering. ปีที่ 3 ฉบับที่ 5 หน้า 62-68. ดอย: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. ซัลลิแวนอาร์. (2012). การสลายตัวของซิลเวอร์ออกไซด์ มหาวิทยาลัยโอเรกอน กู้คืนจาก: chemdemos.uoregon.edu
5. ฟลินท์, Deyanda (24 เมษายน 2557). การใช้แบตเตอรี่ซิลเวอร์ออกไซด์ Sciencing ดึงมาจาก: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). การศึกษาคุณสมบัติทางแสงบางประการของซิลเวอร์ออกไซด์ (Ag2o) โดยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ UVVisible . สืบค้นจาก: iosrjournals.org
7. กวีอัลเลนเจ (2528). ศักยภาพมาตรฐานในสารละลายในน้ำ Marcel Dekker ดึงมาจาก: books.google.co.ve