Estrutura de sulfeto de prata (Ag2S), propriedades, nomenclatura, usos

O sulfeto de prata é um composto inorgânico cuja fórmula química é Ag₂S. Consiste em um sólido preto-acinzentado formado por Agations⁺ e aniões S^2- em uma proporção de 2: 1. The S^2- É muito parecido com Ag⁺porque ambos são íons suaves e conseguem estabilizar um com o outro.

Ornamentos de prata tendem a escurecer, perdendo seu brilho característico. A mudança de cor não é um produto da oxidação da prata, mas de sua reação com o sulfeto de hidrogênio presente no ambiente em baixas concentrações; Isso pode vir da putrefação ou degradação de plantas, animais ou alimentos ricos em enxofre.

O H₂S, cuja molécula transporta um átomo de enxofre, reage com a prata de acordo com a seguinte equação química: 2Ag (s) + H₂S (g) => Ag₂S (s) + H₂g)

Portanto, o Ag₂S é responsável pelas camadas negras formadas na prata. No entanto, na natureza, esse enxofre também pode ser encontrado nos minerais acantita e argentita. Os dois minerais distinguem-se de muitos outros pelos seus cristais pretos e brilhantes, como o do sólido na imagem superior.

The Ag₂S apresenta estruturas polimórficas, propriedades eletrônicas e optoeletrônicas atrativas, é semicondutor e promete ser material para o desenvolvimento de dispositivos fotovoltaicos, como as células solares.

Índice

• 1 estrutura
• 2 Imóveis
  • 2.1 Peso Molecular
  • 2.2 Aparência
  • 2.3 Cheiro
  • 2,4 ponto de fusão
  • 2.5 Solubilidade
  • 2.6 Estrutura
  • 2.7 Índice de refração
  • 2.8 constante dielétrica
  • 2,9 Eletrônica
  • 2.10 Reacção de redução
• 3 Nomenclatura
  • 3.1 Sistemática
  • 3,2 Stock
  • 3.3 Tradicional
• 4 usos
• 5 referências

Estrutura

A estrutura cristalina do sulfeto de prata é ilustrada na imagem superior. As esferas azuis correspondem às Ag⁺, enquanto os amarelos aos ânions S^2-. The Ag₂S é polimórfico, o que significa que pode adotar vários sistemas cristalinos sob certas condições de temperatura.

Como? Através de uma transição de fase. Os íons são rearranjados de tal maneira que o aumento da temperatura e as vibrações do sólido não perturbam o equilíbrio atração-repulsão eletrostática. Quando isso acontece, diz-se que há uma transição de fase e, portanto, o sólido exibe novas propriedades físicas (como brilho e cor).

The Ag₂Em temperaturas normais (abaixo de 179 ° C), tem uma estrutura cristalina monoclínica (α-₂S) Além desta fase sólida, há dois outros: o bcc (cúbico centrado no corpo) entre 179 a 586 ° C, e o fcc (cúbico centrado nas faces) a temperaturas muito altas (δ-Ag₂S)

O mineral argentito consiste na fase de FCC, também conhecida como β-Ag₂S. Uma vez resfriado e transformado em um penhasco, suas características estruturais prevalecem combinadas. Portanto, ambas as estruturas cristalinas coexistem: o monoclínico e o bcc. Assim, sólidos negros com tons brilhantes e interessantes emergem.

Propriedades

Peso molecular

247,80 g / mol

Aparência

Cristais pretos acinzentados

Cheirar

WC

Ponto de fusão

836ºC. Este valor concorda com o fato de que Ag₂S é um composto com pouco caráter iônico e, portanto, funde a temperaturas abaixo de 1000 ° C.

Solubilidade

Na água apenas 6,21 ∙ 10^-15 g / l a 25ºC. Ou seja, a quantidade de sólido preto que é solubilizado é insignificante. Isto, novamente, é devido ao pequeno caráter polar da ligação Ag-S, onde não há diferença significativa na eletronegatividade entre os dois átomos.

Além disso, o Ag₂S é insolúvel em todos os solventes. Nenhuma molécula pode separar eficientemente suas camadas cristalinas em íons Ag⁺ e S^2- resolvido

Estrutura

Quatro camadas de ligações S-Ag-S também podem ser vistas na imagem da estrutura, que se movem umas sobre as outras quando o sólido é submetido à compreensão. Este comportamento significa que, apesar de ser um semicondutor, é dúctil como muitos metais à temperatura ambiente.

As camadas S-Ag-S se encaixam corretamente devido às suas geometrias angulares que são observadas como um ziguezague. Tendo uma força de entendimento, estes se movem em um eixo de deslocamento, causando novas interações não-covalentes entre os átomos de prata e enxofre.

Índice de refração

2.2

Constante dielétrica

6

Eletrônica

The Ag₂S é um semicondutor anfotérico, isto é, comporta-se como se fosse do tipo n e o tipo p. Também não é frágil, razão pela qual foi estudada para sua aplicação em dispositivos eletrônicos.

Reação de redução

The Ag₂S pode ser reduzido a prata metálica banhando as peças pretas com água quente, NaOH, alumínio e sal. A seguinte reação ocorre:

3Ag₂S (s) + 2Al (s) + 3H₂O (l) => 6Ag (s) + 3H₂S (ac) + Al₂O₃(s)

Nomenclatura

Silver, cuja configuração eletrônica é [Kr] 4d¹⁰5s¹, ele pode perder apenas um elétron: o de seus 5s orbitais mais externos. Assim, o Agation⁺ permanece com uma configuração eletrônica [Kr] 4d¹⁰. Portanto, tem uma valência única de +1, que determina como seus compostos devem ser chamados.

Enxofre, por outro lado, possui configuração eletrônica [Ne] 3s²3p⁴, e precisa de dois elétrons para completar seu octeto de valência. Quando estes dois ganhos de electrões (de prata) é transformado no anião de enxofre, S^2-, com configuração [Ar]. Ou seja, é isoeletrônica ao gás nobre de argônio.

Então o Ag₂S deve ser chamado de acordo com as seguintes nomenclaturas:

Sistemática

Macacoenxofre diprata Aqui consideramos o número de átomos de cada elemento e são indicados pelos prefixos dos numeradores gregos.

Estoque

Sulfeto de prata. Por ter apenas uma valência é especificado com algarismos romanos entre parênteses: sulfeto de prata (I); que está incorreto.

Tradicional

Sulfureto de prataico. Como a prata "trabalha" com uma valência de +1, o sufixo -ico é adicionado ao seu nome argentum em latim

Usos

Alguns dos novos usos para Ag₂S são os seguintes:

-O as soluções coloidais de nanopartículas (com tamanhos diferentes), que têm actividade antibacteriana, não são tóxicos, e, portanto, podem ser utilizados nos campos da medicina e da biologia.

- Suas nanopartículas podem formar o que é conhecido como pontos quânticos. Estes absorvem e emitem radiação mais fortemente do que muitas moléculas orgânicas fluorescentes, de modo que o último pode representar como biomarcadores.

-As estruturas do α-Ag₂S faz com que exibam propriedades eletrônicas impressionantes para serem usadas como células solares. Também representa um ponto de partida para a síntese de novos materiais e sensores termoelétricos.

Referências

1. Mark Peplow. (17 de abril de 2018) O sulfeto de prata semicondutor se estende como metal. Retirado de: cen.acs.org
2. Colaboração: Autores e editores dos volumes III / 17E-17F-41C () sulfureto de prata (Ag 2 S) estrutura cristalina. Em: O. Madelung, U. Rössler, Schulz M. (eds) elementos não tetrahedrally ligados e binário compostos I. Landolt-Bornstein - Matéria Condensada Grupo III (dados numéricos e relações funcionais em Ciência e Tecnologia), 41C vol. Springer, Berlim, Heidelberg.
3. Wikipédia. (2018) Sulfeto de prata. Retirado de: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov e col. (Julho de 2016). Ag₂S nanopartículas de sulfeto de prata e soluções coloidais: Síntese e propriedades. Retirado de: sciencedirect.com
5. Materiais Azo. (2018) Sulfeto de Prata (Ag₂S) Semicondutores. Retirado de: azom.com
6. A. Nwofe (2015). Perspectivas e desafios de filmes finos de sulfeto de prata: uma revisão. Divisão de Ciência dos Materiais e Energia Renovável, Departamento de Física Industrial, Universidade do Estado de Ebonyi, Abakaliki, Nigéria.
7. UMassAmherst. (2011). Demonstrações de palestras: limpeza de prata manchada. Retirado de: lecturedemos.chem.umass.edu
8. Estudo (2018) O que é o sulfeto de prata? - Fórmula química e usos. Retirado de: study.com