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银(英语:silver)是一种化学元素,化学符号Ag(来自拉丁語:argentum),原子序数47。银是一种柔软有白色光泽的过渡金属,在所有金属中导电率、导热率和反射率最高。銀在自然界中的存在方式有纯净的游离态单质(自然银),与金等其他金属的合金,还有含银矿石(如辉银矿和角银矿)。大部分银都是精炼铜、金、铅和锌的副产品。 银不易受化學藥品腐蝕,长久以来被视为贵金属。银比金来源更丰富,在现代以前的货币体系中作为硬币使用,有时甚至和金一道使用。除了货币之外,银的用途还有太阳能电池板、净水器、珠宝和装饰品、高价餐具和器皿(银器),银币和银条还可用于投资。银在工业上用于电接点和导体、特制镜子、窗膜和化学反应的催化剂。银的化合物用于胶片和X光。稀硝酸银溶液等银化合物会产生微动力效应,可以消毒和消灭微生物,用于绷带、伤口敷料、导管等医疗器械。
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銀   47Ag




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

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
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 -

英语:silver)是一种化学元素化学符号Ag(来自拉丁語argentum[1]原子序数47。银是一种柔软有白色光泽的过渡金属,在所有金属中导电率导热率反射率最高。銀在自然界中的存在方式有纯净的游离态单质(自然银),与等其他金属的合金,还有含银矿石(如辉银矿角银矿)。大部分银都是精炼、金、的副产品。

银不易受化學藥品腐蝕,长久以来被视为贵金属。银比金来源更丰富,在现代以前的货币体系中作为硬币使用,有时甚至和金一道使用。除了货币之外,银的用途还有太阳能电池板净水器珠宝和装饰品、高价餐具和器皿(银器),银币银条英语bullion还可用于投资。银在工业上用于电接点英语electrical contact导体、特制镜子、窗膜和化学反应的催化剂。银的化合物用于胶片X光。稀硝酸银溶液等银化合物会产生微动力效应英语oligodynamic effect,可以消毒和消灭微生物,用于绷带、伤口敷料、导管等医疗器械

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),有明亮的银白色金属光泽,抛光度高。[2]在受保护的环境中,银对波长450纳米以上的光波反射率[3],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。[4]

银的导电性在所有金属中最高,比铜还高[5],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电磁铁用了13450吨银,这是因为战时缺铜。[6][7][8]

纯银在金属中导热性最高,但低于非金属中的金刚石)和超流体氦-4英语superfluid helium-4[5]

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:

4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O

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:

2Ag + 2H2SO4(浓) =Δ= Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O

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:

2Ag + F2 =473K= 2AgF暗棕色
2Ag + Cl2 =Δ= 2AgCl白色
2Ag + Br2 =Δ= 2AgBr黄色
2Ag + I2 =Δ= 2AgI橙色

银对硫有很强的亲合势,加热时可以与硫直接化合成Ag2S:

2Ag + S =Δ= Ag2S

类似地,银和的反应为:

2 Ag + Se → Ag2Se
2 Ag + Te → Ag2Te

同位素

自然界存在的銀有两种稳定同位素107Ag和109Ag,其中前者的豐度略高(51.839%)。銀的两种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[9][10]已确定銀的二十八個放射性同位素的特性,其中最穩定的依次是105Ag(半衰期41.29天),111Ag(半衰期7.45天),112Ag(半衰期3.13小時)。銀有很多亚稳态核素,其中最穩定的依次是108mAg(半衰期418年),110mAg(半衰期為249.79天),106mAg(半衰期8.28天)。其餘的放射性同位素的半衰期皆短於一小時,大部分短於三分鐘。

銀的同位素原子量从92.950(94Ag)到129.950(130Ag)不等。[11][12]丰度最高的稳定同位素(107Ag)之前的同位素的衰变类型主要是電子捕獲,生成(46号元素)的同位素,而107Ag之后的同位素的衰变类型则主要是β衰變,生成(48号元素)的同位素。[13]

107Pd β衰變成107Ag的半衰期為650萬年。鐵隕石是仅有的「鈀-銀比」高到可以測量107Ag富度變化的物体。由放射性产生的107Ag首次发现于1978年美國聖塔克拉拉的隕石。[14]發現者提出,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。[15]

特點

  • 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

  • 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)。
  • 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。
  • 銀能對硫等元素反應,也對某些微生物有殺菌功效卻對人體無害,加上有美觀價值,因此常被做為高級餐具或食物容器。古代也曾有利用這種特性而出現「銀針探毒」的驗毒技術,但今日已證實銀僅對部分元素、化合物及微生物有反應,部分食物如雞蛋等因含硫即便無毒亦會有反應,驗毒功效並非百分之百。

名稱來源

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。

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(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)。[16]

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,[17]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。[16]

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。[16]

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(Ag2F)、二氟化银(AgF2)、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,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(Argyria)。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。

參見

参考资料

  1. ^ Enghag. Encyclopedia of the Elements. Wiley-VCH. 2004: 144. ISBN 3-527-30666-8. 
  2. ^ Alex Austin. The Craft of Silversmithing: Techniques, Projects, Inspiration. Sterling Publishing Company, Inc. 2007: 43. ISBN 1600591310. 
  3. ^ Edwards, H.W.; Petersen, R.P. Reflectivity of evaporated silver films. Phys. Rev. 1936, 9 (9): 871. Bibcode:1936PhRv...50..871E. doi:10.1103/PhysRev.50.871. 
  4. ^ Silver vs. Aluminum. Gemini Observatory. [2014-08-01]. 
  5. ^ 5.0 5.1 Hammond, C. R. The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st. CRC press. 2004. ISBN 0-8493-0485-7. 
  6. ^ Nichols, Kenneth D. The Road to Trinity. Morrow, New York: Morrow. 1987: 42. ISBN 0-688-06910-X. 
  7. ^ Young, Howard. Eastman at Oak Ridge During World War II. 11 September 2002. 
  8. ^ Oman, H. Not invented here? Check your history. Aerospace and Electronic Systems Magazine. 1992, 7 (1): 51–53. doi:10.1109/62.127132. 
  9. ^ Atomic Weights of the Elements 2007 (IUPAC). [2009-11-11]. 
  10. ^ Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements (NIST). [2009-11-11]. 
  11. ^ Isotope data for Silver94 in the Periodic Table. [2012-01-15]. 
  12. ^ Isotope data for Silver130 in the Periodic Table. [2012-01-15]. 
  13. ^ Isotope data for Silver107 in the Periodic Table. [2012-01-15]. 
  14. ^ 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. 
  15. ^ 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. JSTOR 3066270. doi:10.1098/rsta.2001.0893. 
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 Bjelkhagen, Hans I. Silver-halide recording materials: for holography and their processing. Springer. 1995: 156–166. ISBN 3-540-58619-9. 
  17. ^ Meyer, Rudolf; Köhler, Josef and Homburg, Axel publisher = Wiley–VCH. Explosives. 2007: 284. ISBN 3-527-31656-6. 




Arsenical copper玻璃Mercury塑料Plexiglas不鏽鋼钢结构Aluminium-lithium alloy鋁鎳鈷合金Birmabright杜拉鋁HiduminiumHydronaliumItalma镁铝合金鋁合金Y alloy伍德合金Rose's metalChromium hydrideNichromeMegalliumStellite維塔立合金Beryllium copperBillon (alloy)黃銅Calamine brassChinese silverDutch metalGilding metalMuntz metalPinchbeck (alloy)Tombac青铜Aluminium bronzeArsenical bronzeBell metalFlorentine bronzeGlucydurGuanín (bronze)GunmetalPhosphor bronzeOrmoluSpeculum metal康銅氢化亚铜Copper–tungstenCorinthian bronzeCunife白铜Cymbal alloysDevarda's alloy琥珀金HepatizonManganinMelchior (alloy)Nickel silverMolybdochalkos北歐金ShakudōTumbagaAlGaGalfenolGalinstan白金 (合金)銠金礦Crown goldElinvarField's metalFernicoFerroalloyFerroceriumFerrochromeFerromanganeseFerromolybdenumFerrosiliconFerrotitaniumFerrouranium不變鋼铸铁Iron–hydrogen alloy生鐵Kanthal (alloy)KovarStaballoyBulat steelCrucible steel41xx steel大馬士革鋼Mangalloy高速鋼Mushet steel马氏体时效钢High-strength low-alloy steelReynolds 531电工钢Spring steelAL-6XNCelestriumAlloy 20Marine grade stainless马氏体不锈钢Sanicro 28Surgical stainless steelZeron 100Silver steelTool steel耐候钢烏茲鋼銲料TerneType metalElektron (alloy)汞齊Magnox (alloy)AlumelBrightrayChromelHaynes International英高鎳合金MonelNicrosilNisilNickel titaniumΜ合金透磁合金超導磁率合金Nickel hydridePlutonium–gallium alloy钠钾合金MischmetalTerfenol-DPseudo palladiumScandium hydride釤鈷磁鐵Argentium sterling silverBritannia silverDoré bullionGoloidPlatinum sterlingShibuichiSterling silverTibetan silverTi Beta-C.Titanium alloy氢化钛Gum metalTitanium gold氮化钛巴氏合金Britannia metalPewterQueen's metalWhite metal氢化铀ZamakZirconium hydride甲烷Mezzanine原子陶瓷器矿石

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