Hopeaoksidin (Ag2O) rakenne, ominaisuudet, nimikkeistö ja käyttö



hopeaoksidi on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Ag2O. Sen atomia yhdistävä voima on täysin ioninen; siksi se koostuu ionisesta kiinteästä aineesta, jossa on kahden Ag-kationin suhde+ vuorovaikutuksessa sähköstaattisesti anionin O kanssa2-.

Oksidianioni, O2-, se johtuu pinnan hopeaatomien vuorovaikutuksesta ympäristön hapen kanssa; samalla tavalla kuin rauta ja monet muut metallit. Hopeaosuus tai korut sen sijaan, että punoittaisi ja murtuisi ruosteeseen, muuttuu mustaksi, joka on ominaista hopeaoksidille.

Esimerkiksi yllä olevassa kuvassa näet ruosteisen hopean kupin. Huomioi sen pimennetyn pinnan, vaikka se säilyttää silti jonkin verran koristeellista kiiltoa; Siksi jopa ruosteisia hopeaesineitä voidaan pitää houkuttelevina koristekäyttöön.

Hopeaoksidin ominaisuudet ovat sellaiset, että ne eivät pilaa ensi näkemältä alkuperäistä metallipintaa. Se muodostuu huoneenlämpötilassa yksinkertaisesti kosketuksissa ilman hapen kanssa; ja vielä mielenkiintoisempi, se voi hajota korkeissa lämpötiloissa (yli 200 ° C).

Tämä tarkoittaa sitä, että jos kuvan lasia pidetään ja intensiivisen liekin lämpöä käytettiin, se palauttaisi sen hopeanvärisen valon. Siksi sen muodostuminen on termodynaamisesti palautuva prosessi.

Hopeaoksidilla on myös muita ominaisuuksia ja sen yksinkertaisen Ag-kaavan lisäksi2Tai se käsittää monimutkaisia ​​rakenteellisia järjestöjä ja runsaasti erilaisia ​​kiintoaineita. Ag2Tai onko se ehkä Agin vieressä2O3, edustavin hopeaoksideista.

indeksi

  • 1 Hopeaoksidin rakenne
    • 1.1 Valencian määrän muutokset
  • 2 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
    • 2.1 Molekyylipaino
    • 2.2 Ulkonäkö
    • 2.3 Tiheys
    • 2.4 Sulamispiste
    • 2,5 Kps
    • 2.6 Liukoisuus
    • 2.7 Kovalenttinen merkki
    • 2.8 Hajoaminen
  • 3 Nimikkeistö
    • 3.1 Valencias I ja III
    • 3.2 Kompleksisten hopeaoksidien järjestelmällinen nimikkeistö
  • 4 Käyttö
  • 5 Viitteet

Hopeaoksidin rakenne

Miten sen rakenne on? Kuten alussa mainittiin, se on ioninen kiinteä aine. Tästä syystä rakenteessa ei voi olla kovalenttisia sidoksia Ag-O eikä Ag = O; koska, jos olisi, tämän oksidin ominaisuudet muuttuisivat jyrkästi. Sitten se on Ag-ioneja+ ja O2- suhde 2: 1 ja sähköstaattinen vetovoima.

Hopeaoksidin rakenne määritetään seurauksena siitä, miten ionivoimat hävittävät Ag-ionien tilaan+ ja O2-.

Ylemmässä kuvassa on esimerkiksi yksikkösolu kuutiokiteistä kiteistä järjestelmää varten: Ag-kationit+ ovat hopeansiniset pallot ja O2- punertavat pallot.

Jos lasket sfäärien lukumäärän, huomaat, että ensi silmäyksellä on yhdeksän hopeaa sinistä ja neljä punaista väriä. Kuitenkin vain kuution sisältämien pallojen fragmentit otetaan huomioon; niiden laskemisen ollessa kokonaispallojen murto-osina Ag: n 2: 1 -suhde on täytettävä2O.

Toistetaan AgO-tetraedron rakenneyksikkö4 neljän muun Ag: n ympäröimänä+, kaikki mustat kiinteät aineet on rakennettu (poistetaan aukot tai epäsäännöllisyydet, joita näillä kidejärjestelyillä voi olla).

Muutokset valencian lukumäärässä

Keskity nyt ei AgO-tetrahedroniin4 mutta linjassa AgOAg (tarkkaile ylemmän kuution huippupisteitä) on se, että hopeaoksidi- kiinteä koostuu toisesta näkökulmasta useasta lineaarisesti järjestetystä ionikerroksesta (vaikkakin kallistettu). Kaikki tämä johtuu Ag: n ympärillä olevasta "molekyylistä" geometriasta+.

Edellä mainittua on vahvistanut useat tutkimukset sen ionirakenteesta.

Hopea toimii pääasiassa valenssilla +1, koska menetettäessä elektronia sen tuloksena oleva elektroninen konfiguraatio on [Kr] 4d10, joka on hyvin vakaa. Muut valenssit, kuten Ag2+ ja Ag3+ ne ovat vähemmän vakaita, koska he menettävät elektroneja orbitaaleista lähes täyteen.

Ag-ioni3+, se on kuitenkin suhteellisen vähemmän epävakaa verrattuna Agiin2+. Itse asiassa se voi esiintyä Ag: n yhtiössä+ Rakenteen kemiallinen rikastaminen.

Sen elektroninen kokoonpano on [Kr] 4d8, pariton elektronien kanssa siten, että se antaa sille jonkin verran vakautta.

Toisin kuin lineaariset geometriat Ag-ionien ympärillä+, on havaittu, että Ag-ionien3+ Se on neliön tasainen. Siksi hopeaoksidi, jossa on Ag-ioneja3+ koostuu AgO-ruutuista koostuvista kerroksista4 (ei tetrahedraattia), joka on kytketty sähköisesti AgOAg-linjoilla; Näin on Ag: n tapauksessa4O4 tai Ag2O ∙ Ag2O3 monokliininen rakenne.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Jos naarmut pääkuvan hopean kupin pintaa, saat kiinteän, joka ei ole vain musta, vaan siinä on myös ruskeat tai ruskeat sävyt (yläkuva). Osa sen fyysisistä ja kemiallisista ominaisuuksista, jotka hetket ovat ilmoittaneet, ovat seuraavat:

Molekyylipaino

231,735 g / mol

ulkomuoto

Kiinteä musta ruskea jauheena (huomaa, että siitä huolimatta, että se on ioninen kiinteä aine, siitä puuttuu kiteinen ulkonäkö). Se on hajuton ja sekoitettu veden kanssa antaa sille metallisen maun

tiheys

7,14 g / ml.

Sulamispiste

277-300 ° C. Varmasti se sulaa kiinteäksi hopeaksi; se siis luultavasti hajoaa ennen nestemäisen oksidin muodostamista.

kps

1,52 ∙ 10-8 vedessä 20 ° C: ssa. Siksi se on yhdiste, joka liukenee tuskin veteen.

liukoisuus

Jos tarkastelet huolellisesti sen rakenteen kuvaa, huomaat, että Ag: n alat2+ ja O2- He eivät ole eri mieltä melkein kooltaan. Tämän seurauksena vain pienet molekyylit voivat tunkeutua kiteisen hilan sisäpuolelle, mikä tekee sen liukenemattomaksi lähes kaikkiin liuottimiin; lukuun ottamatta niitä, joissa se reagoi, kuten emäkset ja hapot.

Kovalenttinen merkki

Vaikka on sanottu toistuvasti, että hopeaoksidi on ioninen yhdiste, tietyt ominaisuudet, kuten sen alhainen sulamispiste, ovat ristiriidassa tämän lausunnon kanssa.

Kovalenttisen luonteen huomioon ottaminen ei varmasti hajoa sen rakenteen selittämistä, se riittää lisäämään sen Ag: n rakenteeseen.2Tai malli palloja ja palkkeja osoittamaan kovalenttiset sidokset.

Myös tetrahedra ja neliön tasot AgO4, samoin kuin AgOAg-linjat, ne liitettäisiin kovalenttisilla (tai kovalenttisilla ionisilla) sidoksilla.

Tässä mielessä Ag2Tai se olisi itse asiassa polymeeri. On kuitenkin suositeltavaa, että sitä pidetään ionisena kiinteänä aineena, jolla on kovalenttinen merkki (jonka linkki on edelleen haaste).

hajoaminen

Aluksi mainittiin, että sen muodostuminen on termodynaamisesti palautuva, joten se imee lämpöä palatakseen metalliseen tilaansa. Kaikki tämä voidaan ilmaista kahdella kemiallisella yhtälöllä tällaisille reaktioille:

4Ag (s) + O2(g) => 2Ag2O (s) + Q

2AG2O (s) + Q => 4Ag (s) + O2(G)

Kun Q edustaa yhtälön lämpöä. Tämä selittää, miksi ruostuneen hopean kupin pinnan palava palo palaa hopeanhohtoiselle kiillolle.

Siksi on vaikea olettaa, että Ag on olemassa2O (l), koska se hajoaisi välittömästi lämmön avulla; paitsi jos paine on liian korkea mainitun ruskean mustan nesteen saamiseksi.

nimistö

Kun Ag-ionien mahdollisuus otettiin käyttöön2+ ja Ag3+ yleisen ja vallitsevan Ag: n lisäksi+, termi "hopeaoksidi" alkaa tuntua riittämättömältä viitata Ag: iin2O.

Tämä johtuu Ag-ionista+ on enemmän kuin muut, joten Ag on otettu2Tai ainoana oksidina; joka ei ole oikea.

Jos pidät Agia2+ koska se on käytännöllisesti katsoen olematon sen epävakauden vuoksi, vain ionit, joissa on valenssit +1 ja +3, ovat läsnä; toisin sanoen Ag (I) ja Ag (III).

Valencias I ja III

Koska Ag (I) on vähiten valenssia, se on nimetty lisäämällä suffiksin -oso nimelleen Argentum. Niin, Ag2Tai se on: argentosoksidi tai systemaattisen nimikkeistön mukaan diplata-monoksidi.

Jos Ag (III) jätetään kokonaan huomiotta, sen perinteisen nimikkeistön on oltava: hopeaoksidi argentiinioksidin sijasta.

Toisaalta, Ag (III), joka on suurempi valenssi, lisätään suffiksiksi -ico sen nimelle. Niin, Ag2O3 on: hopeaoksidi (2 Ag-ionit)3+ kolmella O: lla2-). Myös sen nimi systemaattisen nimikkeistön mukaan olisi: diplata trioxide.

Jos Ag: n rakennetta havaitaan2O3, voidaan olettaa, että se on otsonin oksidoitumisen, OR3, hapen sijaan. Sen vuoksi sen kovalenttisen merkin on oltava suurempi, koska se on kovalenttinen yhdiste, jossa on Ag-O-O-O-Ag tai Ag-O-sidoksia.3-Ag.

Kompleksisten hopeaoksidien järjestelmällinen nimikkeistö

Ago, kirjoitettu myös nimellä Ag4O4 tai Ag2O ∙ Ag2O3, se on hopeaoksidi (I, III), koska siinä on molemmat valenssit +1 ja +3. Sen nimi systemaattisen nimikkeistön mukaan olisi: tetraplaatti-tetraoksidi.

Tämä nimikkeistö on erittäin hyödyllinen muiden stökiometrisesti monimutkaisempien hopeaoksidien osalta. Oletetaan esimerkiksi, että kaksi kiinteää ainetta 2Ag2O ∙ Ag2O3 ja Ag2O ∙ 3Ag2O3.

Ensimmäisen kirjoittaminen sopivammalla tavalla olisi: Ag6O5 (Ag: n ja O: n atomien laskeminen ja lisääminen). Hänen nimensä olisi heksaplaattipentoksidi. Huomaa, että tämän oksidin hopeakoostumus on vähemmän rikas kuin Ag2O (6: 5) < 2:1).

Toista kiintoainetta kirjoitettaessa muutoin olisi: Ag8O10. Sen nimi olisi octaplate dekaoksidi (8: 10 tai 4: 5). Tämä hypoteettinen hopeaoksidi olisi "hyvin hapettunut".

sovellukset

Hopeaoksidin uusia ja kehittyneitä käyttötarkoituksia etsiviä tutkimuksia tehdään vielä tänään. Jotkut sen käyttötarkoitukset on lueteltu alla:

-Se liuotetaan ammoniakkiin, ammoniumnitraattiin ja veteen Tollens-reagenssin muodostamiseksi. Tämä reagenssi on hyödyllinen työkalu laadullisissa analyyseissä orgaanisen kemian laboratorioissa. Sen avulla voidaan määrittää aldehydien läsnäolo näytteessä, positiivinen vaste on "hopean peilin" muodostuminen koeputkessa.

-Yhdessä metallisen sinkin kanssa se muodostaa hopean sinkkioksidin ensisijaiset paristot. Tämä on ehkä yksi sen yleisimmistä ja kodikkaimmista käyttötavoista.

-Se toimii kaasunpuhdistimena, joka absorboi esimerkiksi CO: ta2. Lämmitettynä se vapauttaa loukkuun jääneet kaasut ja voidaan käyttää uudelleen useita kertoja.

-Hopean antimikrobisten ominaisuuksien vuoksi sen oksidi on hyödyllinen bioanalyysin ja maaperän puhdistamisen tutkimuksissa.

-Se on lievä hapettava aine, joka kykenee hapettamaan aldehydit karboksyylihappoiksi. Sitä käytetään myös Hofmann-reaktiossa (tertiääriset amiinit) ja osallistuu muihin orgaanisiin reaktioihin joko reagenssina tai katalysaattorina.

viittaukset

  1. Bergstresser M. (2018). Hopeaoksidi: kaava, hajoaminen ja muodostuminen. Tutkimus. Haettu osoitteesta study.com
  2. Tilojen III / 17E-17F-41C kirjoittajat ja toimittajat. (N.D.). Hopeaoksidit (Ag (x) O (y)) kiderakenne, ristikkoparametrit. (Numeeriset tiedot ja toiminnalliset suhteet tieteessä ja teknologiassa), vol 41C. Springer, Berliini, Heidelberg.
  3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Biofieldin energiakäsittelyn mahdollinen vaikutus hopeaoksidijauheen fysikaalisiin ja lämpöominaisuuksiin. International Journal of Biomedical Science and Engineering. Vol. 3, nro 5, s. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
  4. Sullivan R. (2012). Hopeaoksidin hajoaminen. Oregonin yliopisto Haettu osoitteesta: chemdemos.uoregon.edu
  5. Flint, Deyanda. (24. huhtikuuta 2014). Hopeaoksidiparistojen käyttö. Sciencing. Haettu osoitteesta: sciencing.com
  6. Salman Montasir E. (2016). Tutkimus hopeaoksidin (Ag2o) optisista ominaisuuksista UVVisible-spektrofotometrillä. [PDF]. Haettu osoitteesta iosrjournals.org
  7. Bard Allen J. (1985). Standardipotentiaalit vesiliuoksessa. Marcel Dekker. Haettu osoitteesta books.google.co.ve