银元素是什么颜色,银元素在大自然中有作用吗

银元素是一种化学元素 , 其化学符号为Ag , 原子序数为47 。它是一种贵金属 , 因为它的产量较少 , 同时它在电气、光学和医学等领域中具有广泛的应用 。
纯白银颜色白 , 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961.78℃ , 导电性能佳 , 溶于硝酸、浓硫酸中 。银的物理和化学性质与周期表第11族中的两个同族元素铜、金相似 。其47个电子排列在配置[Kr]4d105s1中 , 类似于铜([Ar]3d104s 1)和金([Xe]4f145d106s1);第11族是d区块中为数不多 , 但具有完全一致电子组态的族 。
这种独特的电子结构在填满的d副壳层上具有最高占据s副壳银是一种极其柔软、富强韧性和延展性的过渡金属 , 虽然它比金的稍差 。银以面心立方晶格结晶 , 体积配位数为12 , 其中只有单个5s电子轨域 , 类似于铜和金 。与具有未填满d壳层的金属不同 , 银中的金属键缺乏共价特征并且相对较弱 。该观察结果解释了单晶银的低硬度和高延展性 。
5s层的单个电子 , 是造成金属银的许多奇异性质的原因 。
银具有明亮的白色金属光泽 , 可以进行高度抛光 , 其特点是金属本身的名称成为颜色名 。与铜和金不同 , 从填满的d轨域带激发电子到银的s和p导带所需的能量足够大(约385 kJ / mol) , 它不再对应于可见区域的吸收 , 而是在紫外线区;因此银是白色的金属 。在长于450 nm的所有波长下 , 受保护的银具有比铝更大的光学反射率 。在波长短于450 nm时 , 银的反射率低于铝的反射率 , 并在310 nm附近下降到零 。
第11族中的元素普遍的具有极高的导电性和导热性 , 因为它们的单个电子是自由且不与填满的d副壳层相互作用 , 因为这种相互作用(在先前的过渡金属中发生)降低了电子迁移 。[11]银的导电性是所有金属中最大的 , 甚至比铜还要大 , 但由于成本较高 , 因此不能广泛用于该性能 。射频工程是一个例外 , 特别是在VHF和更高的频率 , 其中镀银改善了导电性 , 因为这些电流倾向在导体表面而不是通过内部流动 。在美国的第二次世界大战期间 , 13540吨银用于电磁铁富集铀 , 主要是因为铜的战时短缺 。纯银具有最高的任何金属导热系数 , 尽管碳(金刚石同素异形体)和超流体氦-4的导电率更高 。银较任何金属具有最低的接触电阻 。
银容易与铜、金以及锌形成合金 。具有低锌浓度的锌-银合金可以被认为是银中锌的面心立方固体溶液 , 因为银的结构不变 , 而随着添加更多的锌 , 电子浓度升高 。增加电子浓度进一步形成体心立方(电子浓度1.5) , 复杂立方(1.615)和六方密堆积相(1.75) 。
物理性质:
银是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 。[10]
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13,450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) 。
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硫化氢(H2S)化合成黑色硫化银(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 —473 K→ 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 , 银和硒、碲的反应为:
2 Ag + Se → Ag2Se
2 Ag + Te → Ag2Te
同位素:
自然界存在的银有两种稳定同位素:107Ag和109Ag , 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(溴是另一个例子) 。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105Ag(半衰期41.29天) , 111Ag(半衰期7.45天) , 112Ag(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108mAg(半衰期418年) , 110mAg(半衰期为249.79天) , 106mAg(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(94Ag)到129.950(130Ag)不等 。[19][20]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电子捕获 , 生成钯(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衰变 , 生成镉(48号元素)的同位素 。
107Pd β衰变成107Ag的半衰期为650万年 。铁陨石是仅有的“钯-银比”高到可以测量107Ag富度变化的物体 。由放射性产生的107Ag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107Pd–107Ag比值 , 反映出早期太阳系的吸积中应存在着不稳定的核种 。
银是一种相当不活泼的金属 。因为它填满的4d外壳不能很好地屏蔽从核到最外面的5s电子的静电引力 , 因此银靠近电位序的底部(

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