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

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

Les ornements en argent ont tendance à s'assombrir, perdant leur lustre caractéristique. Le changement de couleur n'est pas le 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 pourriture ou de la dégradation de plantes, d'animaux ou d'aliments riches en soufre.

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

Par conséquent, l'Ag_deuxS est responsable des couches noires formées sur l'argent. Cependant, dans la nature, ce sulfure peut également être trouvé dans les minéraux Acantite et Argentite. Les deux minéraux se distinguent de beaucoup d'autres par leurs cristaux noirs brillants, comme celui du solide de l'image ci-dessus..

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

Index des articles

• 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

L'image du haut illustre la structure cristalline du sulfure d'argent. Les sphères bleues correspondent aux cations Ag⁺, tandis que les jaunes aux anions S^deux-. L'AG_deuxS est polymorphe, ce qui signifie qu'il peut adopter divers systèmes cristallins dans certaines conditions de température..

Comment? Par une transition de phase. Les ions sont réarrangés de manière à ce que l'augmentation de 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 le solide présente donc de nouvelles propriétés physiques (comme l'éclat et la couleur)..

L'AG_deuxS aux températures normales (inférieures à 179 ° C), il a une structure cristalline monoclinique (α- Ag_deuxS). En plus de cette phase solide, il y en a deux autres: le bcc (cubique centré sur le corps) entre 179 à 586ºC, et le fcc (cubique centré sur les faces) à très hautes températures (δ- Ag_deuxS).

L'argentite minérale est constituée de la phase fcc, également connue sous le nom de β-Ag_deuxS. Une fois refroidi et transformé en acanthite, ses caractéristiques structurelles prédominent combinées. Par conséquent, les deux structures cristallines coexistent: la monoclinique et la bcc. Par conséquent, des solides noirs avec des nuances brillantes et intéressantes émergent..

Propriétés

Poids moléculaire

247,80 g / mol

Apparence

Cristaux noirs grisâtres

Odeur

Toilette.

Point de fusion

836 ° C Cette valeur concorde avec le fait que Ag_deuxS est un composé à faible caractère ionique et, par conséquent, fond à des températures inférieures à 1000 ° C.

Solubilité

Dans l'eau seulement 6,21 ∙ 10^-quinze g / L à 25 ° C Autrement dit, la quantité de solide noir qui est solubilisée 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'Ag_deuxS est insoluble dans tous les solvants. Aucune molécule ne peut séparer efficacement ses couches cristallines en ions Ag⁺ et S^deux- solvaté.

Structure

Dans l'image de la structure, vous pouvez également voir quatre couches de liaisons S-Ag-S, qui se déplacent l'une sur l'autre lorsque le solide est soumis à la compression. Ce comportement signifie que, bien qu'il soit un semi-conducteur, il est ductile comme de nombreux métaux à température ambiante..

Les couches S-Ag-S s'adaptent correctement en raison de leurs géométries angulaires qui sont vues comme un zigzag. Comme il y a une force de compression, ils 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'AG_deuxS est un semi-conducteur amphotère, c'est-à-dire qu'il se comporte comme s'il était du type n  et du type p. De plus, il n'est pas cassant, il a donc été étudié pour son application dans les appareils électroniques..

Réaction de réduction

L'AG_deuxLe S 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:

3Ag_deuxS (s) + 2Al (s) + 3H_deuxO (l) => 6Ag (s) + 3H_deuxS (ac) + Al_deuxOU ALORS₃(s)

Nomenclature

Argent, dont la configuration électronique est [Kr] 4d^dix5 s¹, il ne peut perdre qu'un seul électron: ses 5 orbitales les plus externes. Ainsi, le cation Ag⁺ reste avec une configuration électronique [Kr] 4d^dix. Par conséquent, il a une valence unique de +1, qui détermine comment ses composés doivent être appelés..

Le soufre, quant à lui, a une configuration électronique [Ne] 3s^deux3p⁴, et il faut deux électrons pour compléter son octet de valence. Lorsqu'il gagne ces deux électrons (de l'argent), il se transforme en l'anion sulfure, S^deux-, avec le réglage [Ar]. Autrement dit, il est isoélectronique à l'argon de gaz rare.

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

Systématique

Singesulfure de donnéargent. Ici, le nombre d'atomes de chaque élément est pris en compte et ils sont marqués des préfixes des numérateurs grecs.

Stocker

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

Traditionnel

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

Applications

Certaines des nouvelles utilisations de l'Ag_deuxS sont les suivants:

-Les solutions colloïdales de ses 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. Ils absorbent et émettent un rayonnement avec une intensité plus grande que de nombreuses molécules organiques fluorescentes, de sorte qu'ils peuvent supplanter ces dernières en tant que marqueurs biologiques.

-Les structures de α-Ag_deuxS l'amènent à présenter des propriétés électroniques frappantes pour être utilisées comme cellules solaires. De même, il représente un point de départ pour la synthèse de nouveaux matériaux et capteurs thermoélectriques..

Les références

1. Mark Peplow. (17 avril 2018). Le sulfure d'argent semi-conducteur s'étire comme du métal. Tiré de: cen.acs.org
2. Collaboration: Auteurs et éditeurs des volumes III / 17E-17F-41C () Structure cristalline du sulfure d'argent (Ag2S). Dans: 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. Springer, Berlin, Heidelberg.
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4. Stanislav I. Sadovnikov et col. (Juillet 2016). Ag_deuxNanoparticules de sulfure d'argent et solutions colloïdales: synthèse et propriétés. Tiré de: sciencedirect.com
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