SOLFURO D'ARGENTO (AG2S): STRUTTURA, PROPRIETÀ E USI - CHIMICA - 2026

Il solfuro di argento è un composto inorganico cui formula chimica è Ag ₂ S. Si compone di un solido grigio-nera formata da catione Ag ⁺ e anioni S ^2- in rapporto 2: 1. S ^2- è molto simile ad Ag ⁺ , perché entrambi sono ioni morbidi e riescono a stabilizzarsi l'uno con l'altro.

Gli ornamenti in argento tendono a scurirsi, perdendo la loro caratteristica lucentezza. Il viraggio di colore non è un prodotto dell'ossidazione dell'argento, ma della sua reazione con l'idrogeno solforato presente nell'ambiente a basse concentrazioni; Questo può derivare dalla putrefazione o dal degrado di piante, animali o alimenti ricchi di zolfo.

Fonte: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0, tramite Wikimedia Commons

H ₂ S, la cui molecola trasporta un atomo di zolfo, reagisce con l'argento secondo la seguente equazione chimica: 2Ag (s) + H ₂ S (g) => Ag ₂ S (s) + H ₂ (g)

Pertanto, Ag ₂ S è responsabile degli strati neri formati sull'argento. Tuttavia, in natura questo solfuro si trova anche nei minerali Acantite e Argentite. I due minerali si distinguono da molti altri per i loro cristalli neri lucidi, come il solido nell'immagine sopra.

Ag ₂ S ha strutture polimorfiche, proprietà elettroniche e optoelettroniche attraenti, è un semiconduttore e promette di essere un materiale per la produzione di dispositivi fotovoltaici, come le celle solari.

Struttura

Fonte: di CCoil, da Wikimedia Commons

L'immagine in alto illustra la struttura cristallina del solfuro d'argento. Le sfere blu corrispondono ai cationi Ag ⁺ , mentre le sfere gialle corrispondono agli anioni S ² . Ag ₂ S è polimorfico, il che significa che può adottare vari sistemi cristallini in determinate condizioni di temperatura.

Come? Attraverso una transizione di fase. Gli ioni vengono riorganizzati in modo tale che l'aumento della temperatura e le vibrazioni del solido non disturbino l'equilibrio elettrostatico attrazione-repulsione. Quando ciò accade, si dice che c'è una transizione di fase e il solido mostra quindi nuove proprietà fisiche (come lucentezza e colore).

Ag ₂ S a temperature normali (inferiori a 179 ° C) ha una struttura cristallina monoclina (α-Ag ₂ S). Oltre a questa fase solida, ce ne sono altre due: la bcc (cubica centrata sul corpo) tra 179 e 586 ° C, e la fcc (cubica centrata sulle facce) a temperature molto elevate (δ-Ag ₂ S).

Il minerale argentite è costituito dalla fase fcc, nota anche come β-Ag ₂ S. Una volta raffreddato e trasformato in acantite, le sue caratteristiche strutturali prevalgono in combinazione. Pertanto, entrambe le strutture cristalline coesistono: il monoclino e il bcc. Quindi, emergono solidi neri con sfumature brillanti e interessanti.

Proprietà

Peso molecolare

247,80 g / mol

Aspetto

Cristalli neri grigiastri

Odore

Gabinetto.

Punto di fusione

836 ° C. Questo valore concorda con il fatto che Ag ₂ S è un composto con poco carattere ionico e, quindi, fonde a temperature inferiori a 1000ºC.

solubilità

Solo in acqua 6.21 ∙ ^10-15 g / L a 25ºC. Cioè, la quantità di solido nero che viene solubilizzato è trascurabile. Ciò, ancora una volta, è dovuto al carattere polare basso del legame Ag-S, dove non vi è alcuna differenza significativa nell'elettronegatività tra i due atomi.

Inoltre, Ag ₂ S è insolubile in tutti i solventi. Nessuna molecola può separare efficacemente i suoi strati cristallini in ioni Ag ⁺ e S ^2- solvatati.

Struttura

Nell'immagine della struttura si possono anche vedere quattro strati di legami S-Ag-S, che si muovono uno sull'altro quando il solido è sottoposto a compressione. Questo comportamento significa che, pur essendo un semiconduttore, è duttile come molti metalli a temperatura ambiente.

Gli strati S-Ag-S si adattano correttamente grazie alle loro geometrie angolari che sono viste come uno zigzag. Poiché c'è una forza di compressione, si muovono su un asse di spostamento, provocando così nuove interazioni non covalenti tra gli atomi di argento e di zolfo.

Indice di rifrazione

2.2

Costante dielettrica

6

Elettronico

Ag ₂ S è un semiconduttore anfotero, cioè si comporta come se fosse di tipo ne di tipo p. Inoltre non è fragile, quindi è stato studiato per la sua applicazione nei dispositivi elettronici.

Reazione di riduzione

Ag ₂ S può essere ridotto ad argento metallico bagnando i pezzi neri con acqua calda, NaOH, alluminio e sale. Si verifica la seguente reazione:

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

Nomenclatura

L'argento, la cui configurazione elettronica è 4d ¹⁰ 5s ¹ , può perdere un solo elettrone: il suo orbitale più esterno 5s. Pertanto, il catione Ag ⁺ viene lasciato con una configurazione elettronica 4d ¹⁰ . Pertanto, ha una valenza unica di +1, che determina come dovrebbero essere chiamati i suoi composti.

Lo zolfo, d'altra parte, ha una configurazione elettronica 3s ² 3p ⁴ e necessita di due elettroni per completare il suo ottetto di valenza. Quando guadagna questi due elettroni (dall'argento), si trasforma nell'anione solfuro, S ^2- , con configurazione. Cioè, è isoelettronico al gas nobile argon.

Quindi Ag ₂ S deve essere denominato secondo le seguenti nomenclature:

Sistematico

Di- argento mono solfuro . Qui viene considerato il numero di atomi di ogni elemento e sono contrassegnati con i prefissi dei numeratori greci.

Azione

Solfuro d'argento. Poiché ha una valenza unica di +1, non è specificato con numeri romani tra parentesi: argento (I) solfuro; che non è corretto.

Tradizionale

Solfuro ARGENT ico . Poiché l'argento "funziona" con una valenza di +1, il suffisso -ico viene aggiunto al suo nome latino argentum.

applicazioni

Alcuni dei nuovi usi per Ag ₂ S sono i seguenti:

-Le soluzioni colloidali delle sue nanoparticelle (di diverse dimensioni), hanno attività antibatterica, non sono tossiche, e quindi possono essere utilizzate nel campo della medicina e della biologia.

-Le sue nanoparticelle possono formare i cosiddetti punti quantici. Assorbono ed emettono radiazioni con maggiore intensità rispetto a molte molecole organiche fluorescenti, quindi possono soppiantare queste ultime come marcatori biologici.

-Le strutture di α-Ag ₂ S lo rendono dotato di straordinarie proprietà elettroniche per essere utilizzato come celle solari. Rappresenta inoltre un punto di partenza per la sintesi di nuovi materiali e sensori termoelettrici.

Riferimenti

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