银
性质
纯白银颜色白,掺有杂质金属光泽,质软,掺有杂质后变硬,颜色呈灰、红色。纯白银比重为10.5,熔点960.5℃,导电性能佳,溶于硝酸、硫酸中。
物理性质
银是一种11族元素,延展性好(仅次于金),有明亮的银白色金属光泽,抛光度高。 在受保护的环境中,银对波长450纳米以上的光波反射率比铝高 ,对波长450纳米以下的光波反射率不如铝,对波长310纳米的光波反射率降为零。
银的导电性在所有金属中最高,比铜还高 ,但在电气中由于价格高昂,应用并不广。但 射频工程 ( 英语 : radio-frequency engineering ) 是个例外,特别是在甚高频以上的频段,镀银能够显著增加元件和导线整体的导电性,因为高频电流会集中在导体的表面而非内部。二战中美国生产浓缩铀的电磁铁用了13450吨银,这是因为战时缺铜。
纯银在金属中导热性最高,但低于非金属中的碳(金刚石)和 超流体氦-4 ( 英语 : superfluid helium-4 ) 。
密度:10.5克/厘米3 熔点:961.93℃ 沸点:2213℃ 其他性质:富延展性,是导热、导电性能很好的金属。第一电离能7.576电子伏。化学性质稳定,对水与大气中的氧都不起作用;易溶于稀硝酸、热的浓硫酸和盐酸、熔融的氢氧化碱。晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。晶胞参数:a = 408.53 pm b = 408.53 pm c = 408.53 pm α = 90° β = 90° γ = 90°
化学性质
银是古代发现的金属之一。银在自然界中虽然也有单质存在,但绝大部分是以化合态的形式存在。
银具有很高的延展性,因此可以碾压成只有0.00003厘米厚的透明箔,1克重的银粒就可以拉成约两公里长的细丝。
银的导热性和导电性在金属中名列前茅。
银的特征氧化数为+1,其化学性质比铜差,常温下,甚至加热时也不与水和空气中的氧作用,但久置空气中能变黑,失去银白色的光泽,这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为:
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气,但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中:
银在常温下与卤素反应很慢,在加热的条件下即可生成卤化物:
银对硫有很强的亲合势,加热时可以与硫直接化合成Ag 2 S:
类似地,银和硒、碲的反应为:
同位素
自然界存在的银有两种稳定同位素: Ag和 Ag,其中前者的丰度略高(51.839%)。银的两种同位素的丰度几乎相同,这在元素周期表中十分罕见。银的原子量是107.8682 (2)克/摩尔。 已确定银的二十八个放射性同位素的特性,其中最稳定的依次是 Ag(半衰期41.29天), Ag(半衰期7.45天), Ag(半衰期3.13小时)。银有很多亚稳态核素,其中最稳定的依次是 Ag(半衰期418年), Ag(半衰期为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时,大部分短于三分钟。
银的同位素原子量从92.950( Ag)到129.950( Ag)不等。 丰度最高的稳定同位素( Ag)之前的同位素的衰变类型主要是电子捕获,生成钯(46号元素)的同位素,而 Ag之后的同位素的衰变类型则主要是β衰变,生成镉(48号元素)的同位素。
Pd β衰变成 Ag的半衰期为650万年。铁陨石是仅有的“钯-银比”高到可以测量 Ag富度变化的物体。由放射性产生的 Ag首次发现于1978年美国圣塔克拉拉的陨石。 发现者提出,一些小型铁核的行星与其异体,可能是在一千多万年前的核合成事件中产生的。从这熔化过的星球本体中,观察到的 Pd– Ag比值,反映出早期太阳系的吸积中应存在着不稳定的核种。
特点
性质稳定,活跃性低
氧气相对其他气体能更容易溶解于银。
导热,导电率高
不易受化学药品腐蚀(但仍然能被硫、硒、硫化物、硝酸、氢碘酸、氯气等腐蚀)
质软
富有延展性
应用
银600-800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80~120美元每千克)。
制造高价值的物件如银元货币、首饰,并用于制造勋章、奖座、杯、牌和种种装饰。
与汞、锡等其他金属在室温混合成的混合物,被广泛用于牙医上。
制造控制棒来控制核连锁反应。
用作催化剂,是一种对工业非常重要的催化剂,化学实验室中也会使用。
用作电线等导电体,常见于音响设备及键盘。
加入镍、铜以增加硬度。
在电子工业上是重要的导电材料。
制造合金、硝酸银和其它银的化合物等。
用作制造镜子反光面。
饰品、、工艺品皆有使用。较好的材质为925银,即92.5%银加入7.5%的铜,为 Tiffany & Co. 所开创的标准。
银能对硫等元素反应,也对某些微生物有杀菌功效却对人体无害,加上有美观价值,因此常被做为高级餐具或食物容器。古代也曾有利用这种特性而出现“银针探毒”的验毒技术,但今日已证实银仅对部分元素、化合物及微生物有反应,部分食物如鸡蛋等因含硫即便无毒亦会有反应,验毒功效并非百分之百。
名称来源
银拉丁原名为 argentum ,是其化学符号的来源。
因为银的活跃性低,其元素型态易被发现亦易提取,故此在古时的中国和西方分别已被认定为五金和炼金术七金之二,仅于 金 之后一名。
古代西方的炼金术和占星术也有将金属中的银与七曜中的月连结,又为金和日之后一名。
用碳氧焰烧成熔融的银。
以白银作为原料铸造的货币(墨西哥银圆)
化合物
+1价态化合物
银在化合物中主要以+1价的形式存在。
银溶于硝酸( HNO 3 ),生成硝酸银( AgNO 3 )。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银焊及退火后留下的氧化铜火痕。银易与硫以及硫化氢( H 2 S )反应生成黑色的硫化银( Ag 2 S ),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。
Cessna 210为人工降雨装备了碘化银发生器
向硝酸银溶液中加入氯离子会沉淀出氯化银( AgCl ),同样地,加入溴盐或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值和测量电位的玻璃电极,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。
向硝酸银溶液加入碱,沉淀得到氧化银( Ag 2 O )。氧化银用作纽扣电池的正极。向硝酸银溶液加入碳酸钠( Na 2 CO 3 ),沉淀得碳酸银( Ag 2 CO 3 )。
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( C 2 H 5 OH )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( AgN 3 ),由硝酸银与叠氮化钠( NaN 3 )反应得到, 还有乙炔银( Ag 2 C 2 ),由硝酸银或银氨溶液与乙炔( C 2 H 2 )反应得到。
卤化银晶体后形成的潜像经还原剂,如氢醌、米吐尔(4-(甲氨基)苯酚硫酸氢盐)或抗坏血酸的碱性溶液显影处理后,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镜,以及玻璃圣诞饰品的内表面。卤化银可溶于硫代硫酸钠( Na 2 S 2 O 3 )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。
在溴化钾( KBr )的存在下,金属银可被强氧化剂如高锰酸钾( KMnO 4 )或重铬酸钾( K 2 Cr 2 O 7 )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。
其它价态化合物
银还能形成其它价态的化合物,如氟化亚银(Ag 2 F)、二氟化银(AgF 2 )、一氧化银(AgO)等。
在生物中作用
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水、酒和醋,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微动力效应,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(比如一些含有氧、硫、氮元素的分子)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。
在抗生素发明之前,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。
银并不会对人的身体产生毒性,但长期接触银金属和无毒银化合物也会引致银质沉着症(Argyria)。因为身体色素产生变化,皮肤表面会显出灰蓝色,虽无毒性,但会影响形象。
参见
银子
参考资料
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