銀
性質(zhì)
純白銀顏色白,摻有雜質(zhì)金屬光澤,質(zhì)軟,摻有雜質(zhì)后變硬,顏色呈灰、紅色。純白銀比重為10.5,熔點(diǎn)960.5℃,導(dǎo)電性能佳,溶于硝酸、硫酸中。
物理性質(zhì)
銀是一種11族元素,延展性好(僅次于金),有明亮的銀白色金屬光澤,拋光度高。 在受保護(hù)的環(huán)境中,銀對(duì)波長(zhǎng)450納米以上的光波反射率比鋁高 ,對(duì)波長(zhǎng)450納米以下的光波反射率不如鋁,對(duì)波長(zhǎng)310納米的光波反射率降為零。
銀的導(dǎo)電性在所有金屬中最高,比銅還高 ,但在電氣中由于價(jià)格高昂,應(yīng)用并不廣。但 射頻工程 ( 英語 : radio-frequency engineering ) 是個(gè)例外,特別是在甚高頻以上的頻段,鍍銀能夠顯著增加元件和導(dǎo)線整體的導(dǎo)電性,因?yàn)楦哳l電流會(huì)集中在導(dǎo)體的表面而非內(nèi)部。二戰(zhàn)中美國(guó)生產(chǎn)濃縮鈾的電磁鐵用了13450噸銀,這是因?yàn)閼?zhàn)時(shí)缺銅。
純銀在金屬中導(dǎo)熱性最高,但低于非金屬中的碳(金剛石)和 超流體氦-4 ( 英語 : superfluid helium-4 ) 。
密度:10.5克/厘米3 熔點(diǎn):961.93℃ 沸點(diǎn):2213℃ 其他性質(zhì):富延展性,是導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能很好的金屬。第一電離能7.576電子伏?;瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,對(duì)水與大氣中的氧都不起作用;易溶于稀硝酸、熱的濃硫酸和鹽酸、熔融的氫氧化堿。晶體結(jié)構(gòu):晶胞為面心立方晶胞,每個(gè)晶胞含有4個(gè)金屬原子。晶胞參數(shù):a = 408.53 pm b = 408.53 pm c = 408.53 pm α = 90° β = 90° γ = 90°
化學(xué)性質(zhì)
銀是古代發(fā)現(xiàn)的金屬之一。銀在自然界中雖然也有單質(zhì)存在,但絕大部分是以化合態(tài)的形式存在。
銀具有很高的延展性,因此可以碾壓成只有0.00003厘米厚的透明箔,1克重的銀粒就可以拉成約兩公里長(zhǎng)的細(xì)絲。
銀的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性在金屬中名列前茅。
銀的特征氧化數(shù)為+1,其化學(xué)性質(zhì)比銅差,常溫下,甚至加熱時(shí)也不與水和空氣中的氧作用,但久置空氣中能變黑,失去銀白色的光澤,這是因?yàn)殂y和空氣中的H2S化合成黑色Ag2S的緣故。其化學(xué)反應(yīng)方程式為:
銀不能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)放出氫氣,但銀能溶解在硝酸或熱的濃硫酸中:
銀在常溫下與鹵素反應(yīng)很慢,在加熱的條件下即可生成鹵化物:
銀對(duì)硫有很強(qiáng)的親合勢(shì),加熱時(shí)可以與硫直接化合成Ag 2 S:
類似地,銀和硒、碲的反應(yīng)為:
同位素
自然界存在的銀有兩種穩(wěn)定同位素: Ag和 Ag,其中前者的豐度略高(51.839%)。銀的兩種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)克/摩爾。 已確定銀的二十八個(gè)放射性同位素的特性,其中最穩(wěn)定的依次是 Ag(半衰期41.29天), Ag(半衰期7.45天), Ag(半衰期3.13小時(shí))。銀有很多亞穩(wěn)態(tài)核素,其中最穩(wěn)定的依次是 Ag(半衰期418年), Ag(半衰期為249.79天), Ag(半衰期8.28天)。其余的放射性同位素的半衰期皆短于一小時(shí),大部分短于三分鐘。
銀的同位素原子量從92.950( Ag)到129.950( Ag)不等。 豐度最高的穩(wěn)定同位素( Ag)之前的同位素的衰變類型主要是電子捕獲,生成鈀(46號(hào)元素)的同位素,而 Ag之后的同位素的衰變類型則主要是β衰變,生成鎘(48號(hào)元素)的同位素。
Pd β衰變成 Ag的半衰期為650萬年。鐵隕石是僅有的“鈀-銀比”高到可以測(cè)量 Ag富度變化的物體。由放射性產(chǎn)生的 Ag首次發(fā)現(xiàn)于1978年美國(guó)圣塔克拉拉的隕石。 發(fā)現(xiàn)者提出,一些小型鐵核的行星與其異體,可能是在一千多萬年前的核合成事件中產(chǎn)生的。從這熔化過的星球本體中,觀察到的 Pd– Ag比值,反映出早期太陽系的吸積中應(yīng)存在著不穩(wěn)定的核種。
特點(diǎn)
性質(zhì)穩(wěn)定,活躍性低
氧氣相對(duì)其他氣體能更容易溶解于銀。
導(dǎo)熱,導(dǎo)電率高
不易受化學(xué)藥品腐蝕(但仍然能被硫、硒、硫化物、硝酸、氫碘酸、氯氣等腐蝕)
質(zhì)軟
富有延展性
應(yīng)用
銀600-800美元每千克(工業(yè)應(yīng)用必考慮成本,2013年春,相比較銅的價(jià)格在80~120美元每千克)。
制造高價(jià)值的物件如銀元貨幣、首飾,并用于制造勛章、獎(jiǎng)座、杯、牌和種種裝飾。
與汞、錫等其他金屬在室溫混合成的混合物,被廣泛用于牙醫(yī)上。
制造控制棒來控制核連鎖反應(yīng)。
用作催化劑,是一種對(duì)工業(yè)非常重要的催化劑,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中也會(huì)使用。
用作電線等導(dǎo)電體,常見于音響設(shè)備及鍵盤。
加入鎳、銅以增加硬度。
在電子工業(yè)上是重要的導(dǎo)電材料。
制造合金、硝酸銀和其它銀的化合物等。
用作制造鏡子反光面。
飾品、、工藝品皆有使用。較好的材質(zhì)為925銀,即92.5%銀加入7.5%的銅,為 Tiffany & Co. 所開創(chuàng)的標(biāo)準(zhǔn)。
銀能對(duì)硫等元素反應(yīng),也對(duì)某些微生物有殺菌功效卻對(duì)人體無害,加上有美觀價(jià)值,因此常被做為高級(jí)餐具或食物容器。古代也曾有利用這種特性而出現(xiàn)“銀針探毒”的驗(yàn)毒技術(shù),但今日已證實(shí)銀僅對(duì)部分元素、化合物及微生物有反應(yīng),部分食物如雞蛋等因含硫即便無毒亦會(huì)有反應(yīng),驗(yàn)毒功效并非百分之百。
名稱來源
銀拉丁原名為 argentum ,是其化學(xué)符號(hào)的來源。
因?yàn)殂y的活躍性低,其元素型態(tài)易被發(fā)現(xiàn)亦易提取,故此在古時(shí)的中國(guó)和西方分別已被認(rèn)定為五金和煉金術(shù)七金之二,僅于 金 之后一名。
古代西方的煉金術(shù)和占星術(shù)也有將金屬中的銀與七曜中的月連結(jié),又為金和日之后一名。
用碳氧焰燒成熔融的銀。
以白銀作為原料鑄造的貨幣(墨西哥銀圓)
化合物
+1價(jià)態(tài)化合物
銀在化合物中主要以+1價(jià)的形式存在。
銀溶于硝酸( HNO 3 ),生成硝酸銀( AgNO 3 )。硝酸銀是一種透明晶體,有感光性,且易溶于水。硝酸銀是合成許多其他銀化合物的原料,也可作為防腐劑,還用于彩色玻璃中的黃色添加劑。銀不易與硫酸反應(yīng),因此硫酸在珠寶制造中用于銀焊及退火后留下的氧化銅火痕。銀易與硫以及硫化氫( H 2 S )反應(yīng)生成黑色的硫化銀( Ag 2 S ),這在失去光澤的銀幣或其他物品上很常見。當(dāng)銀制電氣觸點(diǎn)在富含硫化氫的環(huán)境下工作時(shí),觸點(diǎn)上的硫化銀還會(huì)生成銀晶須。
Cessna 210為人工降雨裝備了碘化銀發(fā)生器
向硝酸銀溶液中加入氯離子會(huì)沉淀出氯化銀( AgCl ),同樣地,加入溴鹽或碘鹽可以沉淀出用于制造感光乳劑的其他鹵化銀。氯化銀用于制造檢測(cè)pH值和測(cè)量電位的玻璃電極,以及用于玻璃的透明水泥。將碘化銀( AgI )撒入云層以人工降雨。鹵化銀在水溶液中高度不溶(除了氟化銀),因而常用于重量分析。
向硝酸銀溶液加入堿,沉淀得到氧化銀( Ag 2 O )。氧化銀用作紐扣電池的正極。向硝酸銀溶液加入碳酸鈉( Na 2 CO 3 ),沉淀得碳酸銀( Ag 2 CO 3 )。
雷酸銀( AgONC )是一種強(qiáng)烈的、對(duì)碰撞敏感的炸藥,是銀與硝酸在乙醇( C 2 H 5 OH )的存在下反應(yīng)得到的,用于雷管。其他危險(xiǎn)易爆的銀化合物包括疊氮化銀( AgN 3 ),由硝酸銀與疊氮化鈉( NaN 3 )反應(yīng)得到, 還有乙炔銀( Ag 2 C 2 ),由硝酸銀或銀氨溶液與乙炔( C 2 H 2 )反應(yīng)得到。
鹵化銀晶體后形成的潛像經(jīng)還原劑,如氫醌、米吐爾(4-(甲氨基)苯酚硫酸氫鹽)或抗壞血酸的堿性溶液顯影處理后,的鹵化銀被還原成金屬銀。硝酸銀的堿性溶液(銀氨溶液)可被還原糖,如葡萄糖等還原為金屬銀,這個(gè)反應(yīng)用于制造銀鏡,以及玻璃圣誕飾品的內(nèi)表面。鹵化銀可溶于硫代硫酸鈉( Na 2 S 2 O 3 )溶液,因此硫代硫酸鈉可作為定影劑,去除顯影后感光乳劑上多余的鹵化銀。
在溴化鉀( KBr )的存在下,金屬銀可被強(qiáng)氧化劑如高錳酸鉀( KMnO 4 )或重鉻酸鉀( K 2 Cr 2 O 7 )侵蝕;這些化合物在攝影中用于漂白可見影像,將其轉(zhuǎn)化為鹵化銀,既可以被硫代硫酸鈉去除,又可以重新顯影以加強(qiáng)原始的影像。在過量的氰根離子(CN )存在下,氰化銀( AgCN )可以形成可溶于水的氰配合物( Ag(CN) 2 )。銀的氰配合物溶液用于電鍍銀。
其它價(jià)態(tài)化合物
銀還能形成其它價(jià)態(tài)的化合物,如氟化亞銀(Ag 2 F)、二氟化銀(AgF 2 )、一氧化銀(AgO)等。
在生物中作用
銀的離子以及化合物對(duì)某些細(xì)菌、病毒、藻類以及真菌顯現(xiàn)出毒性,但對(duì)人體卻幾乎是完全無害的。銀的這種殺菌效應(yīng)使得它在活體外就能夠?qū)⑸餁⑺?。然而,銀制品的測(cè)試以及標(biāo)準(zhǔn)化卻存在很大難度。
希波克拉底曾經(jīng)有描述銀在治療和防止疾病方面的功用。腓尼基人曾經(jīng)用銀制瓶子來盛放水、酒和醋,以此防止這些液體腐敗。20世紀(jì)初期,人們也曾把銀幣放在牛奶里,以此來延長(zhǎng)牛奶的保鮮期。銀的殺菌機(jī)制長(zhǎng)期以來一直為人們所爭(zhēng)論探討,但至此還沒有確鑿的定論。其中一個(gè)很好的例子是微動(dòng)力效應(yīng),它成功的解釋了銀離子對(duì)微生物的作用,但卻不能解釋其對(duì)病毒的作用。
銀大量的添加于凝膠以及繃帶中。銀的抗菌性來源于銀離子。由于銀離子可以和一些微生物用于呼吸的物質(zhì)(比如一些含有氧、硫、氮元素的分子)形成強(qiáng)烈的結(jié)合鍵,以此使得這些物質(zhì)不能為微生物所利用,從而使得微生物窒息而亡。
在抗生素發(fā)明之前,銀的相關(guān)化合物曾在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)用于防止感染。
銀作為效用廣泛的抗菌劑正在進(jìn)行新的應(yīng)用。其中一方面就是將硝酸銀溶于海藻酸鹽中,用于防止傷口的感染,尤其是燒傷傷口的感染。2007年,一個(gè)公司設(shè)計(jì)出一種表面鍍上銀的玻璃杯,這種杯子號(hào)稱具有良好的抗菌性。除此之外,美國(guó)食品和藥品管理協(xié)會(huì)(FDA)最近也審批通過了一種內(nèi)層鍍銀的導(dǎo)氣管的應(yīng)用,因?yàn)檠芯勘砻鬟@種導(dǎo)氣管能夠有效的降低導(dǎo)氣管型肺炎。
銀并不會(huì)對(duì)人的身體產(chǎn)生毒性,但長(zhǎng)期接觸銀金屬和無毒銀化合物也會(huì)引致銀質(zhì)沉著癥(Argyria)。因?yàn)樯眢w色素產(chǎn)生變化,皮膚表面會(huì)顯出灰藍(lán)色,雖無毒性,但會(huì)影響形象。
參見
銀子
參考資料
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相關(guān)資料
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