SIDABRO OKSIDAS (AG2O): STRUKTŪRA, SAVYBĖS IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Sidabro oksido yra neorganinis junginys, kurio cheminė formulė yra Ag ₂ O. jėga surišti atomus yra visiškai joninis į pobūdžio; Todėl, jis susideda iš joninis kieta medžiaga, kurioje yra iš dviejų Ag dalis ⁺ katijonų sąveikauja elektrostatiškai su anijonų O ^2- .

Oksido anijonas O ² susidaro dėl paviršiaus sidabro atomų sąveikos su deguonimi aplinkoje; panašiai kaip geležis ir daugelis kitų metalų. Užuot paraudęs ir subyrėjęs į rūdis, sidabro gabalas ar papuošalas pasidaro juodas, būdingas sidabro oksidui.

„Pixabay“

Pvz., Aukščiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti oksiduotą sidabro taurę. Atkreipkite dėmesį į jo pajuodintą paviršių, nors jis vis dar išlaiko šiek tiek dekoratyvinio blizgesio; todėl net oksiduoti sidabro daiktai gali būti laikomi pakankamai patraukliais dekoratyviniais tikslais.

Sidabro oksido savybės yra tokios, kad jie, iš pirmo žvilgsnio, nenuvalo pradinio metalo paviršiaus. Jis susidaro kambario temperatūroje paprastu sąlyčiu su deguonimi ore; ir dar įdomiau, jis gali suirti esant aukštai temperatūrai (aukštesnei nei 200 ° C).

Tai reiškia, kad jei paveikslėlyje esantis stiklas būtų sugriebtas ir į jį būtų įjungta stipri liepsna, jis vėl įgytų sidabrinį spindesį. Todėl jo formavimasis yra termodinamiškai grįžtamas procesas.

Sidabro oksidas taip pat turi kitų savybių ir, be savo paprastos formulės Ag ₂ O, apima sudėtingas struktūrines organizacijas ir gausų įvairių kietų medžiagų kiekį. Tačiau galbūt Ag ₂ O kartu su Ag ₂ O ₃ yra tipiškiausias sidabro oksidams.

Sidabro oksido struktūra

Šaltinis: „CCoil“, iš „Wikimedia Commons“

Kaip jos struktūra? Kaip minėta pradžioje: tai joninė kieta medžiaga. Dėl šios priežasties jo struktūroje negali būti nei Ag-O, nei Ag = O kovalentinių ryšių; nes jei būtų, šio oksido savybės drastiškai pasikeistų. Ji yra tada Ag ⁺ ir O ^2- jonai , esantys 2: 1 santykiu ir patiria elektrostatinis potraukį.

Taigi sidabro oksido struktūrą lemia būdas, kuriuo joninės jėgos surenka Ag ⁺ ir O ^2- jonus erdvėje .

Pvz., Aukščiau esančiame paveikslėlyje yra vienetinė kubinės kristalinės sistemos ląstelė: Ag ⁺ katijonai yra sidabriškai mėlynos sferos, o O ^{2 -} rausvai sferos.

Jei bus suskaičiuotas sferų skaičius, bus nustatyta, kad plika akimi yra devyni sidabriškai mėlyni ir keturi raudoni. Tačiau atsižvelgiama tik į kubo sferų fragmentus; juos skaičiuojant, atsižvelgiant į visų sferų dalis, turi būti laikomasi santykio 2: 1 Ag ₂ O.

Kartojant AgO ₄ tetraedro struktūrinį mazgą, apsuptą dar keturiais Ag ⁺ , sukuriama visa juoda kieta medžiaga (nepaisant skylių ar nelygumų, kuriuos gali turėti šios kristalinės struktūros).

Pasikeičia su valentiniu skaičiumi

Dėmesys dabar ne AgO ₄ tetraedrui, o AgOAg linijai (stebėkite viršutinio kubo viršūnes), turėsime, kad sidabro oksido kietąją medžiagą iš kitos perspektyvos sudaro keli jonų sluoksniai, išdėstyti linijiškai (nors ir pasvirę). Visa tai atsirado dėl „molekulinės“ geometrijos aplink Ag ⁺ .

Tai patvirtina keli jo joninės struktūros tyrimai.

Sidabrinė daugiausia dirba su Valence +1, nes kai praranda elektroną savo gautą elektroninę konfigūraciją yra 4d ¹⁰ , kuris yra labai stabili. Kitos valentės, tokios kaip Ag ²⁺ ir Ag ^3+, yra mažiau stabilios, nes praranda elektronus beveik ištisomis d orbitomis.

Tačiau Ag ³⁺ jonai yra palyginti nestabilūs, palyginti su Ag ²⁺ . Tiesą sakant, jis gali egzistuoti kartu su „Ag ^+“ bendrove ^, chemiškai praturtindamas struktūrą.

Jo elektroninė konfigūracija yra 4d ⁸ , su nesusietomis elektronų dalimis, kad ji suteiktų tam tikrą stabilumą.

Skirtingai nuo linijinės geometrijos aplink Ag ⁺ jonus , nustatyta, kad Ag ³⁺ jonai yra kvadrato plokštumos. Todėl sidabro oksidas su Ag ³⁺ jonais sudarytas iš sluoksnių, sudarytų iš AgO ₄ kvadratų (ne tetraedrų), elektrostatiškai sujungtų AgOAg linijomis; taip yra Ag ₄ O ₄ arba Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ monoklininės struktūros atveju.

Fizinės ir cheminės savybės

Šaltinis: Benjah-bmm27, iš „Wikimedia Commons“

Įbrėždami sidabro taurės paviršių pagrindiniame paveikslėlyje, gautumėte kietą spalvą, kuri būtų ne tik juodos spalvos, bet ir turėtų rudos ar rudos spalvos atspalvius (vaizdas viršuje). Kai kurios jo fizinės ir cheminės savybės, apie kurias pranešta šiuo metu, yra šios:

Molekulinė masė

231,735 g / mol

Išvaizda

Miltelių pavidalo juodai ruda kieta medžiaga (atkreipkite dėmesį, kad, nors ji yra joninė kieta medžiaga, ji neturi kristalinės išvaizdos). Jis yra bekvapis ir sumaišytas su vandeniu suteikia metalo skonį

Tankis

7,14 g / ml.

Lydymosi temperatūra

277-300 ° C. Be abejo, jis tirpsta į kietą sidabrą; tai yra, jis tikriausiai suyra prieš susidarant skystam oksidui.

Kps

1,52 ∙ 10 ^-8 vandenyje 20 ° C temperatūroje. Todėl tai yra sunkiai tirpus vandenyje junginys.

Tirpumas

Jei atidžiai stebėsite jo struktūros vaizdą, bus nustatyta, kad Ag ²⁺ ir O ² rutuliai beveik nesiskiria. Tai lemia, kad tik mažos molekulės gali praeiti pro kristalų gardelės vidų, todėl jos netirpsta beveik visuose tirpikliuose; išskyrus tuos, kur jis reaguoja, tokius kaip bazės ir rūgštys.

Kovalentinis personažas

Nors ne kartą sakoma, kad sidabro oksidas yra joninis junginys, tam tikros savybės, tokios kaip žemas lydymosi taškas, prieštarauja šiam teiginiui.

Be abejo, kovalentinio charakterio nagrinėjimas nesunaikina to, kas paaiškinta dėl jo struktūros, nes pakaktų į Ag ₂ O struktūrą įtraukti sferų ir juostų modelį, kuris parodytų kovalentinius ryšius.

Panašiai, tetraedrų ir kvadrato AgO ₄ plokštumos , taip pat AgOAg linijos būtų sujungtos kovalentinėmis jungtimis (arba joninėmis kovalentinėmis).

Atsižvelgiant į tai, Ag ₂ O iš tikrųjų būtų polimeras. Vis dėlto rekomenduojama tai laikyti jonizuota kietąja medžiaga, turinčia kovalentinį pobūdį (kurios jungties pobūdis tebėra iššūkis šiandien).

Skilimas

Iš pradžių buvo minėta, kad jo formavimasis yra termodinamiškai grįžtamas, todėl jis sugeria šilumą, kad grįžtų į savo metalinę būseną. Visa tai galima išreikšti dviem tokių reakcijų cheminėmis lygtimis:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4 Ag (s) + O ₂ (g)

Kur Q žymi šilumą lygtyje. Tai paaiškina, kodėl ugnis, deginanti oksiduoto sidabro taurės paviršių, grąžina ją į sidabrinį spindesį.

Todėl sunku manyti, kad yra Ag ₂ O (l), nes jis greitai suirtų nuo karščio; nebent slėgis padidinamas per aukštai, kad gautųsi minėtas rudas juodas skystis.

Nomenklatūra

Kai, be įprastinio ir vyraujančio Ag ⁺ , buvo įvesta Ag ²⁺ ir Ag ³⁺ jonų galimybė, termino „sidabro oksidas“ ėmė atrodyti nepakankamas, kad būtų galima paminėti Ag ₂ O.

Taip yra todėl, kad Ag ⁺ jonų yra gausiau nei kitų, todėl Ag ₂ O yra laikomas vieninteliu oksidu; o tai ne visai teisinga.

Jei Ag ²⁺ yra laikomas praktiškai neegzistuojančiu, atsižvelgiant į jo nestabilumą, tada bus tik jonai, kurių valentė yra +1 ir +3; tai yra, Ag (I) ir Ag (III).

I ir III Valensijos

Kadangi Ag (I) yra mažiausias valentingumas, jis pavadinamas pridedant priesagą -oso prie savo argentum vardo. Taigi, Ag ₂ O yra: sidabro oksidas arba, remiantis sistemine nomenklatūra, diplato monoksidas.

Jei Ag (III) yra visiškai ignoruojamas, tada jo tradicinė nomenklatūra turėtų būti: vietoj sidabro oksido - sidabro oksidas.

Kita vertus, Ag (III) yra didžiausias valentingumas, prie jo pavadinimo pridedama priesaga –ico. Taigi, Ag ₂ O ₃ yra: sidabro oksidas (2 Ag ³⁺ jonai, turintys tris O ² ). Taip pat jo pavadinimas pagal sisteminę nomenklatūrą būtų: diplatos trioksidas.

Jei stebima Ag ₂ O ₃ struktūra, galima daryti prielaidą, kad tai yra oksidacijos ozonu O _{3 produktas} , o ne deguonis. Todėl jo kovalentinis pobūdis turi būti didesnis, nes tai yra kovalentinis junginys su Ag-OOO-Ag arba Ag-O ₃ -Ag jungtimis.

Sisteminė sudėtinių sidabro oksidų nomenklatūra

AgO, dar vadinamas Ag ₄ O ₄ arba Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , yra sidabro (I, III) oksidas, nes turi ir +1, ir +3 valentę. Jos pavadinimas pagal sistemingą nomenklatūrą būtų toks: tetraplatos tetraoksidas.

Ši nomenklatūra labai padeda, kai kalbama apie kitus stechiometriškai sudėtingus sidabro oksidus. Pavyzdžiui, tarkime, kad dvi kietos medžiagos yra 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ ir Ag ₂ O O ₃ Ag ₂ O ₃ .

Parašyti pirmąjį tinkamesniu būdu būtų: Ag ₆ O ₅ (suskaičiuoti ir sudėti Ag ir O atomus). Tada jo pavadinimas būtų šešiašalis pentoksidas. Atkreipkite dėmesį, kad šio oksido sidabro sudėtis yra mažiau turtinga nei Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Rašydamas antrą kietą medžiagą kitu būdu, tai būtų: Ag ₈ O ₁₀ . Jo pavadinimas būtų okta-sidabro dekaoksidas (santykiu 8:10 arba 4: 5). Šis hipotetinis sidabro oksidas būtų „labai oksiduotas“.

Programos

Tyrimai, kuriais siekiama ieškoti naujų ir šiuolaikiškų sidabro oksido naudojimo būdų, tęsiasi iki šiol. Kai kurie jo naudojimo būdai yra išvardyti žemiau:

-Jis ištirpsta amoniake, amonio nitrate ir vandenyje, sudarydamas Tolleno reagentą. Šis reagentas yra naudinga kokybinės analizės priemonė organinės chemijos laboratorijose. Tai leidžia nustatyti, ar mėginyje nėra aldehidų, o teigiamas atsakas yra mėgintuvėlyje suformavus „sidabrinį veidrodį“.

-Jeigu kartu su metaliniu cinku jis sudaro pagrindines cinko-sidabro oksido baterijas. Tai turbūt vienas iš labiausiai paplitusių ir namų naudojimo būdų.

- Jis naudojamas kaip dujų valymo įrenginys, absorbuojantis, pavyzdžiui, CO ₂ . Kaitinant jis išskiria įstrigusias dujas ir gali būti pakartotinai panaudotas.

Dėl sidabro antimikrobinių savybių jo oksidas yra naudingas atliekant bioanalizę ir dirvožemio valymą.

-Jis yra lengvas oksidatorius, galintis oksiduoti aldehidus į karboksirūgštis. Panašiai jis naudojamas Hofmano reakcijoje (tretiniai aminai) ir dalyvauja kitose organinėse reakcijose kaip reagentas arba kaip katalizatorius.

Nuorodos

1. Bergstresser M. (2018). Sidabro oksidas: formulė, skilimas ir formavimas. Tyrimas. Atgauta iš: study.com
2. III / 17E-17F-41C tomų autoriai ir redaktoriai. (sf). Sidabro oksidų (Ag (x) O (y)) kristalų struktūra, gardelės parametrai. (Skaitmeniniai duomenys ir funkciniai ryšiai mokslo ir technologijos srityse), 41C dalis. „Springer“, Berlynas, Heidelbergas.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Galimas biologinio lauko energijos apdorojimo poveikis sidabro oksido miltelių fizinėms ir šiluminėms savybėms. Tarptautinis biomedicinos mokslo ir inžinerijos žurnalas. 3 tomas, Nr. 5, p. 62–68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Sidabro oksido skilimas. Oregono universitetas. Atkurta iš: chemdemos.uoregon.edu
5. Flintas, Deyanda. (2014 m. Balandžio 24 d.). Sidabro oksido baterijų naudojimas. Mokslas. Atgauta iš: sciencing.com
6. Salmanas Montasir E. (2016). Kai kurių sidabro oksido (Ag2o) optinių savybių tyrimas naudojant UVVisible spektrofotometrą. . Atkurta iš: iosrjournals.org
7. Bardas Allenas J. (1985). Standartinis vandens tirpalo potencialas. Marcelis Dekkeris. Atkurta iš: books.google.co.ve