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銀   47Ag
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外觀
金屬:銀白色

電解的銀
概況
名稱·符號·序數 銀(Silver)·Ag·47
元素類別 过渡金属
·週期· 11·5·d
標準原子質量 107.8682
電子排布

[] 4d10 5s1
2, 8, 18, 18, 1

銀的电子層(2, 8, 18, 18, 1)
物理性質
物態 固體
密度 (接近室温
10.49 g·cm−3
熔點時液體密度 9.320 g·cm−3
熔點 1234.93 K,961.78 °C,1763.2 °F
沸點 2435 K,2162 °C,3924 °F
熔化熱 11.28 kJ·mol−1
汽化熱 250.58 kJ·mol−1
比熱容 25.3132144525464362 J·mol−1·K−1

蒸汽壓

壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 1283 1413 1575 1782 2055 2433
原子性質
氧化態 1, 2, 3(兩性)
電負性 1.93(鲍林标度)
電離能

第一:731.0 kJ·mol−1
第二:2070 kJ·mol−1

第三:3361 kJ·mol−1
原子半徑 144 pm
共價半徑 145±5 pm
范德華半徑 172 pm
雜項
晶體結構

面心立方晶格

磁序 反磁性
電阻率 (20 °C)15.87n Ω·m
熱導率 429 W·m−1·K−1
熱擴散係數 (300 K)174 mm2/s
膨脹係數 (25 °C)18.9 µm·m−1·K−1
楊氏模量 83 GPa
剪切模量 30 GPa
體積模量 100 GPa
泊松比 0.37
莫氏硬度 2.5
維氏硬度 251 MPa
布氏硬度 206 MPa
CAS號 7440-22-4
最穩定同位素

主条目:銀的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
105Ag syn 41.2 d ε - 105Pd
γ 0.344, 0.280,
0.644, 0.443
-
106mAg syn 8.28 d ε - 106Pd
γ 0.511, 0.717,
1.045, 0.450
-
107Ag 51.839% 穩定,带60个中子
108mAg syn 418 y ε - 108Pd
IT 0.109 108Ag
γ 0.433, 0.614,
0.722
-
109Ag 48.161% 穩定,带62个中子
111Ag syn 7.45 d β 1.036, 0.694 111Cd
γ 0.342 -

是一种化学元素化学符号Ag(來自拉丁語Argentum,Arg-是印歐語系詞根(代表灰色及閃)),原子序数47,是一种过渡金属。銀在自然界中很少量以游离态单质存在,主要以含银化合物矿石存在。银化學性质稳定,活躍性低,價格貴,导熱、导電性能很好,不易受化學藥品腐蝕,质軟,富延展性。其反光率极高,可达99%以上[1]

特點[编辑]

  • 性質穩定,活躍性低
  • 氧氣相對其他氣體能更容易溶解於銀。
  • 导熱,導電率高
  • 不易受化學藥品腐蝕(但仍然能被硫化物硝酸氢碘酸氯气等腐蚀)
  • 质軟
  • 富有延展性

應用[编辑]

  • 银800-600美元每千克(工业应用必考虑成本,2013年春,相比较铜的价格在120~80美元每千克)。
  • 製造高價值的物件如銀元貨幣、首飾,並用於製造勋章、獎座、盃、牌和種種裝飾。
  • 與汞、錫等其他金屬在室溫混合成的混合物,被廣泛用於牙醫上。
  • 製造控制棒來控制核連鎖反應
  • 用作催化劑,是一種對工業非常重要的催化劑,化學實驗室中也會使用。
  • 用作電線等導電體,常見於音響設備及鍵盤。
  • 加入以增加硬度。
  • 電子工業上是重要的導電材料。
  • 制造合金硝酸银和其它银的化合物等。
  • 用作製造鏡子反光面。
  • 飾品、精品、工藝品皆有使用。較好的材質為925銀,即92.5%加入7.5%的,為 Tiffany & Co. 所開創的標準。

名稱來源[编辑]

銀拉丁原名為argentum,是其化學符號的來源。

因為銀的活躍性低,其元素型態易被發現亦易提取,故此在古時的中國和西方分別已被認定為五金煉金術七金之二,僅於之後一名。

古代西方的煉金術占星術也有將金屬中的銀與七曜中的連結,又為之後一名。

同位素[编辑]

平常見到的銀是銀107和銀109,其中銀107的豐度最多(51.839%)。銀的同位素的豐度幾乎相同,這在元素周期表中十分罕見。銀的原子量是107.8682(2) /摩爾[2] [3] 化學家已經研究了銀的二十八個放射性同位素的特性,最穩定的為105Ag(半衰期為41.29日),第二穩定的為111Ag(半衰期為7.45日),第三穩定的為112Ag(半衰期為3.13小時)。銀有很多亞穩定同位素(m),最穩定的為108mAg(半衰期為418年),第二為110mAg(半衰期為249.79日),第三為106mAg(半衰期為8.28日)。其餘的放射性同位素的半衰期皆小於一小時,大部分同位素的半衰期皆小於三分鐘。

銀的同位素的原子量最少為92.950(銀94),最多為129.950(銀130)。 [4] [5] 107和107的衰變產物是銀107,豐度最多的穩定同位素107的衰變模式貝塔衰變107的衰變模式電子捕獲[6]

107Pdβ衰變107Ag的半衰期為650萬年。鐵隕石是唯一含有可供測量107Ag富度變化的足量的「鈀-銀比」。放射性的銀在1978年在美國的聖塔克拉拉被發現。[7]它的發現者提出,一些小型鐵核的行星(如地球)與其異體,可能是在一千多萬年前的核合成事件中產生的。 從這熔化過的星球本體中,觀察到的107Pd–107Ag比值,反映出早期太陽系吸積中應存在著不穩定的核種。 [8]

化合物[编辑]

银溶于硝酸(HNO3),生成硝酸银(AgNO3)。硝酸银是一种透明晶体,有感光性,且易溶于水。硝酸银是合成许多其他银化合物的原料,也可作为防腐剂,还用于彩色玻璃中的黄色添加剂。银不易与硫酸反应,因此硫酸在珠宝制造中用于清洗银焊退火后留下的氧化铜火痕。银易与以及硫化氢(H2S)反应生成黑色的硫化银(Ag2S),这在失去光泽的银币或其他物品上很常见。当银制电气触点在富含硫化氢的环境下工作时,触点上的硫化银还会生成银晶须

4 Ag + O2 + 2 H2S → 2 Ag2S + 2 H2O
Cessna 210人工降雨装备了碘化银發生器

向硝酸银溶液中加入氯离子会沉淀出氯化银(AgCl),同样地,加入溴盐碘盐可以沉淀出用于制造感光乳剂的其他卤化银。氯化银用于制造检测pH值和测量电位玻璃电极,以及用于玻璃的透明水泥。将碘化银 (AgI)撒入云层以人工降雨。卤化银在水溶液中高度不溶(除了氟化银),因而常用于重量分析

向硝酸银溶液加入,沉淀得到氧化银 (Ag2O)。氧化银用作纽扣电池正极。向硝酸银溶液加入碳酸钠 (Na2CO3),沉淀得碳酸银(Ag2CO3)。[9]

2 AgNO3 + 2 OH → Ag2O + H2O + 2 NO3
2 AgNO3 + Na2CO3 → Ag2CO3 + 2 NaNO3

雷酸银(AgONC)是一种强烈的、对碰撞敏感的炸药,是银与硝酸在乙醇(C2H5OH)的存在下反应得到的,用于雷管。其他危险易爆的银化合物包括叠氮化银 (AgN3),由硝酸银与叠氮化钠 (NaN3)反应得到,[10]还有乙炔银(Ag2C2),由硝酸银或银氨溶液乙炔(C2H2)反应得到。

卤化银晶体曝光后形成的潜像还原剂,如氢醌米吐尔(4-(甲氨基)苯酚硫酸氢盐)或抗坏血酸碱性溶液显影处理后,曝光的卤化银被还原成金属银。硝酸银的碱性溶液(银氨溶液)可被还原糖,如葡萄糖等还原为金属银,这个反应用于制造银,以及玻璃圣诞饰品的内表面。卤化银可溶于硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液,因此硫代硫酸钠可作为定影剂,去除显影后感光乳剂上多余的卤化银。[9]

溴化钾(KBr)的存在下,金属银可被强氧化剂高锰酸钾(KMnO4)或重铬酸钾(K2Cr2O7)侵蚀;这些化合物在摄影中用于漂白可见影像,将其转化为卤化银,既可以被硫代硫酸钠去除,又可以重新显影以加强原始的影像。在过量的氰根离子(CN-)存在下,氰化银(AgCN)可以形成可溶于水的氰配合物(Ag(CN)2-)。银的氰配合物溶液用于电镀银。[9]

在生物中作用[编辑]

银的离子以及化合物对某些细菌病毒藻类以及真菌显现出毒性,但对人体却几乎是完全无害的。银的这种杀菌效应使得它在活体外就能够将生物杀死。然而,银制品的测试以及标准化却存在很大难度。

希波克拉底曾经有描述银在治疗和防止疾病方面的功用。腓尼基人曾经用银制瓶子来盛放,以此防止这些液体腐败。20世纪初期,人们也曾把银币放在牛奶里,以此来延长牛奶的保鲜期。银的杀菌机制长期以来一直为人们所争论探讨,但至此还没有确凿的定论。其中一个很好的例子是为动力效应,它成功的解释了银离子对微生物的作用,但却不能解释其对病毒的作用。

银大量的添加于凝胶以及绷带中。银的抗菌性来源于银离子。由于银离子可以和一些微生物用于呼吸的物质(比如一些含有元素分子)形成强烈的结合键,以此使得这些物质不能为微生物所利用,从而使得微生物窒息而亡。

抗生素發明之前,银的相关化合物曾在第一次世界大战时用于防止感染。

银作为效用广泛的抗菌剂正在进行新的应用。其中一方面就是将硝酸银溶于海藻酸盐中,用于防止伤口的感染,尤其是烧伤伤口的感染。2007年,一个公司设计出一种表面镀上银的玻璃杯,这种杯子号称具有良好的抗菌性。除此之外,美国食品和药品管理协会(FDA)最近也审批通过了一种内层镀银的导气管的应用,因为研究表明这种导气管能够有效的降低导气管型肺炎

銀並不會對人的身體產生毒性,但長期接觸銀金屬和無毒銀化合物也會引致銀質沉著症。因為身體色素產生變化,皮膚表面會顯出灰藍色,雖無毒性,但會影響形象。

參考資料[编辑]

  1. ^ 《中国大百科全书》青少版 海燕出版社
  2. ^ Atomic Weights of the Elements 2007 (IUPAC). [2009-11-11]. 
  3. ^ Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements (NIST). [2009-11-11]. 
  4. ^ Isotope data for Silver94 in the Periodic Table. [2012-01-15]. 
  5. ^ Isotope data for Silver130 in the Periodic Table. [2012-01-15]. 
  6. ^ Isotope data for Silver107 in the Periodic Table. [2012-01-15]. 
  7. ^ Kelly, William R.; Wasserburg, G. J. Evidence for the existence of 107Pd in the early solar system. Geophysical Research Letters. 1978, 5: 1079. Bibcode:1978GeoRL...5.1079K. doi:10.1029/GL005i012p01079. 
  8. ^ Russell, Sara S.; Gounelle, Matthieu; Hutchison, Robert. Origin of Short-Lived Radionuclides. Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2001, 359 (1787): 1991. Bibcode:2001RSPTA.359.1991R. doi:10.1098/rsta.2001.0893. JSTOR 3066270. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Bjelkhagen, Hans I. Silver-halide recording materials: for holography and their processing. Springer. 1995: 156–166. ISBN 3-540-58619-9. 
  10. ^ Meyer, Rudolf; Köhler, Josef and Homburg, Axel publisher = Wiley–VCH. Explosives. 2007: 284. ISBN 3-527-31656-6. 

参考[编辑]