Серебро и его соединения: строение, способы получения, физические и химические свойства, применение

Введение

Серебро относится к группе тех металлов, которые сыграли определяющую роль в становлении цивилизации, поскольку было известно человечеству издревле, и с успехом использовалось во многих направлениях. Благодаря химической инертности и внешнему виду серебро использовалось в ювелирном деле, для изготовления посуды, денежных монет, в медицине. Современная химия, основываясь на теории строения атома, полностью расшифровала все особенности свойств этого металла. Обладая химической инертностью, этот металл способный выдерживать действия агрессивных сред, «коррозионный удар». Для него характерны такие очень важные технические качества, как высокая электропроводность, теплопроводность, что делает его исключительно важными в технологических процессах производства современных гаджитов. Особенность химических свойств серебра заключается в широкой способности образовывать различных координационных соединений. Координационные соединения серебра являются востребованными, как в промышленности, так и в медицины. Большинство биологических процессов, протекающих в живых организмах, катализируется соединениями этого металла. Целью работы является комплексный анализ литературы по физико-химическим свойствам серебра и его важнейших соединений. В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи анализ электронного строения атома серебра и его валентные возможности рассмотрение основных физико- химических и химических свойств серебра и его основных соединений; анализ комплексообразующих способностей серебра; 1. Серебро. Электронное строение и валентные возможности Серебро есть одним из трех элементом I Б-группы .Эта группа - группа меди, где находятся переходные металлы Cu, Аu. Объединяет эти элементы сходное распределение электронов, по энергетическим уровням и подуровням, в котором наблюдается феномен , так называемого «проскока» или «провала» электронов[1]. В соответствии с этим феноменом электронная конфигурации атома серебра изображается следующим образом: 47 Аg, -, 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p6 4d10 5s1 Распределение указанных электронов, по энергетическим уровням и подуровням схематически показано на рис 1. .  Рис.1 Графическая формула атома серебра Переход одного s-электрона на внешний уровень приводит к стабилизации d-подуровня. Поэтому в зависимости от степени возбуждения атомы серебра могут отдавать на образование химической связи от одного до трех электронов. Вследствие этого Аg может образовывать соединения со степенями окисления +1, +2 и +3. В то же время наиболее распространенной и устойчивой есть +1 По характеру электронной конфигурации серебро относится к переходными металлами. Такие металлы вступают в химическую связь с участием d-электронов и являются типичными комплексообразователями.  Анализируя информацию 47 108Аg, полученную из Периодической системы элементов, легко рассчитать число электронов, протонов , нейтронов. Z-число протонов, оно же число электронов 47, N-число нейтронов N=A-Z =108 -47 = 61. В то же время необходимо отметить, что для серебра характерным есть наличие большого количества изотопов. Так, природное серебро состоит из двух стабильных изотопов 107Ag (51,839%) и 109Ag (48,161%) . В то же время ,известно также более 35 радиоактивных изотопов и изомеров серебра с массовыми числами от 99 до 130, самый долгоживущий из которых имеет период полураспада 130 лет (108Ag), самый короткоживущий (130Ag) с периодом полураспада 50мс 2. Серебро. Физические свойства Чистое сеpебpо - очень мягкий, тягучий металл ,обладая достаточной пластичностью, оно характеризуется высокой гибкостью и ковкостью . В связи с этим его можно относительно легко сгибать, вытягивать и резать, но к сожаление, это же свойство способствует его деформации при нагрузках. Если рассматривать серебро с точки зрения плотности то Ag относиться к тяжелым металлам (10,5 г/см3 ). Его отличительное свойство: оно обладает самой высокой электро и теплопроводностью.[2] Кристаллическая решетка гранецентрированная кубическая рис 2.. Рис.2 кристаллическая решетка серебра Приведем основные физико-химические константы серебра. Серебро - серебристо-белый металл.Температура плавления: 961°C.Кристаллическая решетка серебра — гранецентрированная кубическая, Z = 4,086 ÅКоэффициент отражения света 99%. Радиус атома , 144пм Энергия ионизации Э Э+,эВ 7,57эВ Радиус иона Э+, 113пм Стандартный электронный потенциал , 0,799В Температура плавления 960,5°С Температура кипения 2167°С Теплота плавления, 11,3 кДж /моль Теплота испарения, 285 кДж/моль Твердость (алмаз=10) 2,7 Теплоемкость Сp ,Дж/моль град 1,7 Температуропроводность ά · 309*104м2/с Удельное электросопротивление р 11,6*10-6Ом см Электропроводность (Hg=1) 59 Теплопроводность (Hg=1) 57 Серебро обладает наилучшей тепло- и электропроводностью. Теплопроводность серебра равна (300 K) 429 Вт/(м·К). Поскольку серебро - металл, то по своим электрическим свойствам относится к проводникам. Отличительным свойством серебра есть очень высокая электропроводность. Объяснение этого свойство связано с высшей степенью делокализации электронов, а так же наличием в кристаллической решетке электронов проводимости, которые отличаются большей подвижностью. В то же время электропроводность серебра сильно зависит от степени очистки. Отмечается понижение электропроводности по мере появления новых примесей, что связано с нарушением упорядоченности в кристаллической решетке серебра и возникновением новых препятствий направленному движению электронов. В нормальных условиях (20ºС) удельное электросопротивление серебра равно 1,6*10-6 Ом·cм, но при повышении температуры электрическое сопротивление увеличивается. Связано это с увеличением амплитуды колебаний атомов кристаллической решетки серебра, что нарушает условия направленного движения электронов. Вторым характеристическим свойством серебра есть его высокая теплопроводность. Это свойство обусловлено следующим процессом: свободные электроны серебра, находящиеся в постоянном движении, сталкиваются с колеблющимися атомами в узлах кристаллической решетки и обмениваются с ними энергией, усилившиеся при нагревании металла колебания атомов незамедлительно передаются с помощью электронов соседним и удаленным атомам, в результате происходит быстрое выравнивание температура по всей массе металла.