Structure, propriétés, nomenclature, utilisations du sulfure d'argent (Ag2S)

Le sulfure d'argent est un composé inorganique dont la formule chimique est Ag₂S. Il est constitué d'un solide noir-grisâtre formé par les cations d'Ag⁺ et anions S^2- dans un rapport 2: 1. Le s^2- C'est très proche de Ag⁺, car les deux sont des ions mous et ils parviennent à se stabiliser l'un avec l'autre.

Les ornements en argent ont tendance à s'assombrir, perdant leur éclat caractéristique. Le changement de couleur n'est pas un produit de l'oxydation de l'argent, mais de sa réaction avec le sulfure d'hydrogène présent dans l'environnement à de faibles concentrations; Cela peut provenir de la putréfaction ou de la dégradation des plantes, des animaux ou des aliments riches en soufre.

Le H₂S, dont la molécule porte un atome de soufre, réagit avec l'argent selon l'équation chimique suivante: 2Ag (s) + H₂S (g) => Ag₂S (s) + h₂g)

Par conséquent, l'Ag₂S est responsable des couches noires formées sur l'argent. Cependant, dans la nature, ce soufre se trouve également dans les minéraux d'acantite et d'argentite. Les deux minéraux se distinguent des autres par leurs cristaux noirs et brillants, comme ceux du solide dans l’image supérieure.

L'Ag₂S présente structures polymorphes, les propriétés électroniques et optoélectroniques attrayant, il est semi-conducteur et promet d'être un matériau pour la fabrication de dispositifs photovoltaïques, tels que des cellules solaires.

Index

• 1 structure
• 2 propriétés
  • 2.1 Poids moléculaire
  • 2.2 Apparence
  • 2.3 Odeur
  • 2.4 Point de fusion
  • 2.5 Solubilité
  • 2.6 Structure
  • 2.7 Indice de réfraction
  • 2.8 constante diélectrique
  • 2.9 Électronique
  • 2.10 Réaction de réduction
• 3 nomenclature
  • 3.1 Systématique
  • 3.2 Stock
  • 3.3 Traditionnel
• 4 utilisations
• 5 références

Structure

La structure cristalline du sulfure d'argent est illustrée dans l'image supérieure. Les sphères bleues correspondent aux cations d'Ag⁺, tandis que les jaunes aux anions S^2-. L'Ag₂S est polymorphe, ce qui signifie qu'il peut adopter plusieurs systèmes cristallins dans certaines conditions de température.

Comment? À travers une transition de phase. Les ions sont réarrangés de telle manière que l'augmentation de la température et les vibrations du solide ne perturbent pas l'équilibre électrostatique attraction-répulsion. Lorsque cela se produit, on dit qu'il y a une transition de phase et que le solide présente donc de nouvelles propriétés physiques (telles que le lustre et la couleur).

L'Ag₂À des températures normales (inférieures à 179 ° C), il présente une structure cristalline monoclinique (α- Ag₂S). En plus de cette phase solide il y a deux autres: le bcc (corps cubique centré) entre 179 à 586ºC et fcc (figure cubique centré) à des températures très élevées (Ag δ-₂S).

Le minéral argentite est constitué de la phase fcc, également appelée β-Ag₂S. Une fois refroidies et transformées en falaise, leurs caractéristiques structurelles prévalent. Par conséquent, les deux structures cristallines coexistent: le monoclinique et le cc. Par conséquent, des solides noirs avec des harmoniques brillantes et intéressantes apparaissent.

Propriétés

Poids moléculaire

247,80 g / mol

Apparence

Cristaux noirs grisâtres

Odeur

Toilettes

Point de fusion

836ºC. Cette valeur est en accord avec le fait que Ag₂S est un composé peu ionique et fond donc à des températures inférieures à 1000 ° C.

Solubilité

Dans l'eau seulement 6,21 ∙ 10^-15 g / l à 25ºC. C'est-à-dire que la quantité de solide noir solubilisé est négligeable. Ceci, encore une fois, est dû au faible caractère polaire de la liaison Ag-S, où il n'y a pas de différence significative d'électronégativité entre les deux atomes.

En outre, l'Ag₂S est insoluble dans tous les solvants. Aucune molécule ne peut séparer efficacement ses couches cristallines dans les ions Ag⁺ et s^2- solvaté

Structure

Quatre couches de liaisons S-Ag-S peuvent également être vues dans l'image de la structure, qui se chevauchent lorsque le solide est soumis à la compréhension. Ce comportement signifie que, bien qu’il soit un semi-conducteur, il est ductile comme beaucoup de métaux à température ambiante.

Les couches S-Ag-S s’intègrent correctement en raison de leurs géométries angulaires observées en zigzag. Ayant une force de compréhension, celles-ci se déplacent sur un axe de déplacement provoquant ainsi de nouvelles interactions non covalentes entre les atomes d’argent et de soufre.

Indice de réfraction

2.2

Constante diélectrique

6

Électronique

L'Ag₂S est un semi-conducteur amphotère, c'est-à-dire qu'il se comporte comme s'il était du type n et le type p. Il n'est pas non plus fragile, c'est pourquoi il a été étudié pour son application dans les appareils électroniques.

Réaction de réduction

L'Ag₂S peut être réduit en argent métallique en baignant les pièces noires avec de l'eau chaude, du NaOH, de l'aluminium et du sel. La réaction suivante a lieu:

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

Nomenclature

Silver, dont la configuration électronique est [Kr] 4d¹⁰5s¹, il ne peut perdre qu'un électron: celui de son orbitale la plus externe 5s. Ainsi, le cation Ag⁺ reste avec une configuration électronique [Kr] 4d¹⁰. Par conséquent, il possède une valence unique de +1, qui détermine comment ses composés doivent être appelés.

Le soufre, par contre, a une configuration électronique [Ne] 3s²3p⁴, et il a besoin de deux électrons pour compléter son octet de valence. Quand il gagne ces deux électrons (d’argent), il se transforme en anion soufre, S^2-, avec configuration [Ar]. C'est-à-dire qu'il est isoélectronique au gaz noble d'argon.

Donc, l'Ag₂S doit être appelé selon les nomenclatures suivantes:

Systématique

Singesoufre diargent Nous considérons ici le nombre d'atomes de chaque élément et sont indiqués par les préfixes des numérateurs grecs.

Stock

Sulfure d'argent. Ayant une valence unique de +1, il n'est pas spécifié avec des chiffres romains entre parenthèses: sulfure d'argent (I); ce qui est incorrect

Traditionnel

Sulfure d'argentico. Puisque l'argent "travaille" avec une valence de +1, le suffixe -ico est ajouté à son nom argentum en latin

Utilise

Quelques nouvelles utilisations de Ag₂S sont les suivantes:

-Les solutions colorantes de leurs nanoparticules (de tailles différentes), ont une activité antibactérienne, ne sont pas toxiques et peuvent donc être utilisées dans les domaines de la médecine et de la biologie.

- Ses nanoparticules peuvent former ce que l'on appelle des points quantiques. Ceux-ci absorbent et émettent des rayonnements de plus grande intensité que de nombreuses molécules organiques fluorescentes, de sorte qu'ils peuvent remplacer ces derniers en tant que marqueurs biologiques.

-Les structures de α-Ag₂S faites en sorte qu'il présente des propriétés électroniques remarquables pour être utilisé comme cellules solaires. Il constitue également un point de départ pour la synthèse de nouveaux matériaux et capteurs thermoélectriques.

Références

1. Mark Peplow. (17 avril 2018). Le sulfure d'argent semi-conducteur s'étire comme le métal. Tiré de: cen.acs.org
2. Collaboration: Auteurs et rédacteurs de la structure cristalline du volume III / 17E-17F-41C (), sulfure d’argent (Ag2S). Dans: O. Madelung, U. Rössler, Schulz M. (eds) non tétraédrique Bonded Éléments et composés binaires I. Landolt-Börnstein - Groupe Matière Condensée III (données numériques et des relations fonctionnelles en science et technologie), vol 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Wikipedia. (2018). Sulfure d'argent. Tiré de: en.wikipedia.org
4. Stanislav I. Sadovnikov & col. (Juillet 2016). Ag₂S nanoparticules de sulfure d'argent et solutions colloïdales: synthèse et propriétés. Tiré de: sciencedirect.com
5. Matériaux azoïques. (2018). Sulfure d'Argent (Ag₂S) Semi-conducteurs. Tiré de: azom.com
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8. Étude (2018). Qu'est-ce que le sulfure d'argent? - Formule chimique et utilisations. Tiré de: study.com