كبريتيد الفضة (AG2S): الهيكل والخصائص والاستخدامات - كيمياء - 2026

و كبريتيد الفضة هو مركب غير العضوي الذي هو حج الصيغة الكيميائية ₂ S. و يتكون من مادة صلبة الرمادي والأسود التي شكلتها الموجبة حج ⁺ والأنيونات S ^2- في 2: 1. S ² مشابه جدًا لـ Ag ⁺ ، لأن كلاهما من الأيونات اللينة ويمكنهما الاستقرار مع بعضهما البعض.

تميل الحلي الفضية إلى التغميق وتفقد بريقها المميز. لا يكون تغير اللون ناتجًا عن أكسدة الفضة ، ولكنه نتاج تفاعله مع كبريتيد الهيدروجين الموجود في البيئة بتركيزات منخفضة ؛ يمكن أن يأتي هذا من تعفن أو تدهور النباتات أو الحيوانات أو الأطعمة الغنية بالكبريت.

المصدر: Rob Lavinsky ، iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

يتفاعل H ₂ S ، الذي يحمل جزيءه ذرة كبريت ، مع الفضة وفقًا للمعادلة الكيميائية التالية: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

لذلك ، Ag ₂ S مسؤول عن الطبقات السوداء المتكونة على الفضة. ومع ذلك ، في الطبيعة يمكن العثور على هذا الكبريتيد أيضًا في معادن Acantite والأرجنتيت. يتميز المعدنان عن غيرهما ببلوراتهما السوداء اللامعة ، مثل المادة الصلبة في الصورة أعلاه.

Ag ₂ S له هياكل متعددة الأشكال وخصائص إلكترونية وإلكترونية ضوئية جذابة ، وهو عبارة عن أشباه موصلات ويعد بأنه مادة لإنتاج الأجهزة الكهروضوئية ، مثل الخلايا الشمسية.

بناء

المصدر: بواسطة CCoil ، من ويكيميديا ​​كومنز

توضح الصورة العلوية التركيب البلوري لكبريتيد الفضة. تتوافق الكرات الزرقاء مع Ag ⁺ الكاتيونات ، بينما تتوافق الكرات الصفراء مع الأنيونات S ^2-. Ag ₂ S متعدد الأشكال ، مما يعني أنه يمكن أن يعتمد أنظمة بلورية مختلفة في ظل ظروف درجة حرارة معينة.

كيف؟ من خلال مرحلة انتقالية. يتم إعادة ترتيب الأيونات بطريقة لا تؤدي زيادة درجة الحرارة واهتزازات المادة الصلبة إلى اضطراب توازن الجذب والتنافر الكهروستاتيكي. عندما يحدث هذا ، يُقال أن هناك تحولًا في الطور ، وبالتالي تُظهر المادة الصلبة خصائص فيزيائية جديدة (مثل اللمعان واللون).

حج ₂ S في درجات الحرارة العادية (أقل من 179ºC) لديها بنية البلورية أحادي (α-AG ₂ S). بالإضافة إلى هذه المرحلة الصلبة ، هناك نوعان آخران: bcc (مكعب متمركز على الجسم) بين 179 إلى 586 درجة مئوية ، و fcc (مكعب متمركز على الوجوه) عند درجات حرارة عالية جدًا (δ- Ag ₂ S).

يتكون معدن الأرجنتيت من طور التكسير النفاث ، المعروف أيضًا باسم β-Ag ₂ S. بمجرد تبريده وتحويله إلى أقانثيت ، تسود سماته الهيكلية معًا. لذلك ، يتعايش كلا التركيبين البلوريين: أحادي الميل و bcc. ومن ثم ، تظهر المواد الصلبة السوداء ذات الدرجات اللامعة والمثيرة للاهتمام.

الخصائص

الوزن الجزيئي الغرامي

247.80 جم / مول

مظهر خارجي

بلورات سوداء رمادية

رائحة

الحمام.

نقطة الانصهار

836 درجة مئوية. تتوافق هذه القيمة مع حقيقة أن Ag ₂ S مركب ذو طابع أيوني قليل ، وبالتالي يذوب عند درجات حرارة أقل من 1000 درجة مئوية.

الذوبان

في الماء فقط 6.21 × ^10-15 جم / لتر عند 25 درجة مئوية. أي أن كمية المادة السوداء المذابة لا تذكر. هذا ، مرة أخرى ، يرجع إلى الطابع القطبي المنخفض لرابطة Ag-S ، حيث لا يوجد فرق كبير في الكهربية بين الذرتين.

أيضا ، Ag ₂ S غير قابل للذوبان في جميع المذيبات. لا يمكن لجزيء كفاءة فصل طبقات البلورية في الإذابة بالإكترونات حج ⁺ و S ^2- الأيونات.

بناء

في صورة الهيكل ، يمكنك أيضًا رؤية أربع طبقات من روابط S-Ag-S ، والتي تتحرك فوق بعضها البعض عندما تتعرض المادة الصلبة للضغط. هذا السلوك يعني أنه على الرغم من كونه أشباه موصلات ، فهو مطيل مثل العديد من المعادن في درجة حرارة الغرفة.

تتلاءم طبقات S-Ag-S بشكل صحيح بسبب هندستها الزاويّة التي يُنظر إليها على أنها متعرجة. نظرًا لوجود قوة ضغط ، فإنها تتحرك على محور إزاحة ، مما يتسبب في تفاعلات جديدة غير تساهمية بين ذرات الفضة والكبريت.

معامل الانكسار

2.2

ثابت العزل الكهربائي

6

إلكتروني

Ag ₂ S هو شبه موصل مذبذب ، أي أنه يتصرف كما لو كان من النوع n ومن النوع p. كما أنها ليست هشة ، لذلك تمت دراستها لتطبيقها في الأجهزة الإلكترونية.

رد فعل التخفيض

يمكن اختزال Ag ₂ S إلى الفضة المعدنية عن طريق غسل القطع السوداء بالماء الساخن وهيدروكسيد الصوديوم والألمنيوم والملح. التفاعل التالي يحدث:

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

التسمية

الفضة ، التي يكون تكوينها الإلكتروني هو 4d ¹⁰ 5s ¹ ، يمكن أن تفقد إلكترونًا واحدًا فقط: مداريها الخارجي 5s. وبالتالي ، يتم ترك الكاتيون Ag ⁺ بتكوين إلكتروني 4d ¹⁰. لذلك ، لها تكافؤ فريد +1 ، والذي يحدد ما يجب أن يسمى مركباته.

الكبريت ، من ناحية أخرى ، له تكوين إلكتروني 3s ² 3p ⁴ ، ويحتاج إلى إلكترونين لإكمال ثماني بتات التكافؤ. عندما تكتسب هذه الالكترونات اثنين (من الفضة)، يتم تحويله إلى أنيون كبريتيد، S ^2- ، مع التكوين. وهذا يعني أنه متساوي إلكترونيًا بالنسبة لغاز الأرجون النبيل.

لذلك يجب تسمية Ag ₂ S وفقًا للتسميات التالية:

منهجي

ثنائي- سلفيد أحادي كبريتيد. هنا يتم أخذ عدد ذرات كل عنصر في الاعتبار ويتم تمييزها ببادئات البسط اليونانية.

مخزون

كبريتيد الفضة. نظرًا لأنه يحتوي على تكافؤ فريد +1 ، فإنه غير محدد بالأرقام الرومانية بين قوسين: الفضة (I) كبريتيد ؛ وهو غير صحيح.

تقليدي

كبريتيد ARGENT ico. بما أن الفضة "تعمل" بالتكافؤ +1 ، تضاف اللاحقة -ico إلى اسمها اللاتيني argentum.

التطبيقات

بعض الاستخدامات الجديدة لـ Ag ₂ S هي كما يلي:

- المحاليل الغروية للجسيمات النانوية (بأحجام مختلفة) ، لها نشاط مضاد للجراثيم ، وليست سامة ، وبالتالي يمكن استخدامها في مجالات الطب والبيولوجيا.

- يمكن لجسيماتها النانوية أن تشكل ما يعرف بالنقاط الكمومية. تمتص وتنبعث إشعاعات بكثافة أكبر من العديد من الجزيئات العضوية الفلورية ، لذلك يمكنها أن تحل محل الأخيرة كواسمات بيولوجية.

- تجعل هياكل α-Ag ₂ S لها خصائص إلكترونية مذهلة لاستخدامها كخلايا شمسية. كما أنه يمثل نقطة انطلاق لتركيب مواد وأجهزة استشعار كهربائية حرارية جديدة.

المراجع

1. مارك بيبلو. (17 أبريل 2018). تمتد كبريتيد الفضة أشباه الموصلات مثل المعدن. مأخوذة من: cen.acs.org
2. التعاون: مؤلفو ومحررو المجلدات III / 17E-17F-41C () هيكل بلوري كبريتيد الفضة (Ag2S). في: Madelung O. ، Rössler U. ، Schulz M. (eds) Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I. Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter (Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology)، vol 41C. سبرينغر ، برلين ، هايدلبرغ.
3. ويكيبيديا. (2018). كبريتيد الفضة. مأخوذة من: en.wikipedia.org
4. ستانيسلاف سادوفنيكوف & كول. (يوليو 2016). Ag ₂ S جسيمات كبريتيد الفضة النانوية والمحاليل الغروية: التوليف والخصائص. مأخوذة من: sciencedirect.com
5. مواد Azo. (2018). كبريتيد الفضة (Ag ₂ S) أشباه الموصلات. مأخوذة من: azom.com
6. أ. نوفي. (2015). آفاق وتحديات الأفلام الرقيقة لكبريتيد الفضة: مراجعة. قسم علوم المواد والطاقة المتجددة ، قسم الفيزياء الصناعية ، جامعة ولاية إيبوني ، أباكاليكي ، نيجيريا.
7. UMassAmherst. (2011). محاضرة إيضاحية: تنظيف الفضة الباهتة. مأخوذة من: lecturedemos.chem.umass.edu
8. دراسة. (2018). ما هو كبريتيد الفضة؟ - الصيغة الكيميائية والاستخدامات. مأخوذة من: study.com