Серебро как химический элемент таблицы Менделеева (Ag): история металла, описание, физико-химические свойства, применение в чистом виде и в сплавах
Серебро – Ag или Argentum, элемент 11 группы пятого периода таблицы, которую описал Д. И. Менделеев. Это простое вещество – ковкий металл серебристо-серого цвета. Относится к благородным, но на воздухе со временем окисляется, чернеет. Вещество известно с древнейших времен, играет немаловажную роль как промышленное сырье, материал для изысканной бижутерии.
История добычи серебра с древних времен: разное значение и применение
Условный срок знакомства человека с серебром измеряется 6 тысячелетиями. Такой возраст имеют самые древние украшения, обнаруженные при раскопках на Ближнем Востоке. Во времена Вавилона и Ассирии металл считался магическим элементом Луны, имеющим мистическое значение. Эту роль он выполнял также во времена Средневековья: алхимики рассматривали необычного цвета вещество как второй по совершенству металл и неотъемлемую часть Великого Делания.
Ковкость, красота, относительная устойчивость к окислению обеспечили металлу еще одно применение. Для первых на свете денег в виде монет использовался сплав золота или серебра.
Какое-то время металл ценился выше золота, так как последнее слишком пластично, а серебряные украшения служили дольше.
Коэффициент соотношения цены благородных металлов, введенный И. Ньютоном, сыграл в популяризации серебра немаловажную роль.
В 13 веке появилась серебряная посуда и подсвечники, позже – приборы, инструменты. С 19 века, когда человечество освоило электричество, металл, его сплавы стали незаменимыми для изготовления электротехники.
Читайте также
Загадочная 975 проба, что за металл, золото или серебро: особенности сплава, плюсы и минусы, стоимость 1 грамма
Открытие химического элемента, его формула и его место в таблице Менделеева. Этимология термина и его перевод
Символ Ag – 47 химический элемент периодической системы Менделеева. Располагается в 5 периоде. Порядковый атомный номер элемента 47, атомарная масса 107, 868, молярный вес – 107,87 г/моль.
Металл существует в виде 2 стабильных изотопов с атомным весом 107 и 109, а также радиоактивного – с весом 110.
Электронная конфигурация необычная: атом серебра состоит из 47 протонов и 47 нейтронов. 47 электронов располагаются на 5 уровнях. Химические свойства зависят от строения последних уровней. Этот элемент является исключением. Расчетная формула предполагает наличие 2 электронов на 1 подуровне 5 уровня и 9 электронов на 3 подуровне 4 уровня. На деле наблюдается проскок: электрон с 5 уровня смещается на 4. Такая трансформация обуславливает основную валентность – 1.
За свою историю серебро в химии получило немало наименований. Однако со средних веков общепринятым стало его произношение на латыни – argentum, что переводится как белый, блистающий.
Форма существования серебра в природе. Главные месторождения
Человечество так рано познакомилось с серебром, поскольку оно часто встречалось как блестящий самородок. Даже в 15 веке все еще находили крупные по размеру залежи: например, серебряная 20 тонная глыба, обнаруженная в 1477 году на территории Шенберга. Но сегодня вещество чаще добывают из пород со сложным составом.
Самые известные месторождения находятся в Мексике, Чили, Китае, Австралии. Фаворитами выступает Перу и Польша – на долю этих стран приходится по 110 тыс. т благородного металла. К первой семерке также относится США.
Запасы вещества на территории России составляют 68 тыс. т, что делает РФ значимым участником серебряного рынка. Известны месторождения Казахстана, Канады, Армении, Индии, Аргентины.
Значение европейского серебра после завоевания Перу и Аргентины уменьшилось. Тем не менее добыча металла продолжается в месторождениях: Германии, Норвегии, Швеции, Австрии. Не снижались темпы разработки руды в Венгрии, Румынии, Чехии.
Минералы природного серебра
Благородный металл. Называют его так не из-за красоты и блеска, а из-за определенной химической инертности. Он медленнее окисляется, дольше сохраняет внешний вид. Однако по сравнению с золотом или платиной, кажется активным, поэтому в земной коре чаще встречается как комплекс серебросодержащих пород.
Известно более 50 минералов металла. В промышленности используются только содержащие достаточно большую долю вещества. Таких набирается не более 20:
- самородки;
- электрум – включает золото и серебро;
- кюстелит – содержит больше белого металла;
- аргентин – соединение с серой;
- прустит – твердый раствор серебра, серы и мышьяка, довольно токсичен;
- бромаргерит – соединение с бромом;
- кераргирит – комплекс хлористых веществ;
- пираргирит и стефанит – включают также серу, сурьму;
- полибазит – дополняется медь;
- фрейбергит – комплекс с медью, серой;
- аргентоярозит – включает железо;
- дискразит – соединение с сурьмой;
- агвиларит – содержит также селен.
На заметку! 70% серебряных месторождений относятся к комплексным.
Физические свойства серебра
Вещество проявляет типичные свойства металла. Он довольно тяжелый, но легче свинца. Очень пластичный. Из него можно выковать тончайшую проволоку или полотно. Кристаллическая решетка гранецентрированная, кубическая, что обуславливает высокую электропроводность.
Читайте также
ТОП-10 причин, почему темнеет и чернеет серебро на теле человека: научное и эзотерическое объяснение почернения, способы очистки и защиты металла от окисления
| Цвет минерала | Серебряно-белый, при окислении становится темно-серым, затем черным |
|---|---|
| Цвет черты | Серебристо-белый |
| Прозрачность | Непрозрачный |
| Блеск | Металлический |
| Спайность | Нет |
| Твердость (шкала Мооса) | 2,5-3 |
| Прочность | Ковкий, пластичный |
| Плотность | 10,1-11,1 г/куб см |
| Температура плавления | 962 С |
| Излом | Нет |
| Радиоактивность (GRapi) | |
| Магнетизм | Диамагнетик |
Химические характеристики элемента
Химические свойства не слишком разнообразны: вещество достаточно инертно, как благородный металл не растворяется соляной или серной кислотой. Но если создать определенные условия, металл проявит химическую активность.
| Реагент | Реакция |
|---|---|
| O2 | С кислородом воздуха не взаимодействует даже при высоких температурах . Возможно получение оксида при взаимодействии с озоном |
| H2S + O2 | Образует соединение с серой, при наличии даже ее следов |
| Галогены (CL2, I2) | Окисляют до галогенида |
| S | Реакция идет при нагревании до сульфида |
| FeCl3 | Растворяется, образуя хлорид |
| HNO3 | Взаимодействует с горячей концентрированной кислотой |
Вещество склонно к образованию сложных комплексов цианидами, аммиаком, тиосульфатами.
Изучение серебра как химического элемента в школе в рамках предмета Химия
Серебро как химический элемент начинают изучать еще в 8 классе. Он демонстрирует типичные свойства благородного металл, служит своеобразным их образцом.
При изучении неорганической химии с характеристиками вещества знакомятся ближе, разбирают уравнения различных химических реакций. Опыты с материалом показательны и интересны. Однако стоимость реагентов ограничивает количество экспериментов.
Широкое применение химических свойств серебра
Использование вещества чаще основано на его физических свойствах, чем химических, так как его реакционная способность очень ограничена.
- Для контактов электротехнических изделий – драгоценный металл проявляет самую высокую электро- и теплопроводность. Начиная с 19 века его берут для изготовления контактов реле, ламелей, керамических конденсаторов.
- Составляющий различных припоев – благодаря ковкости может буквально соединить собой разные материалы. Металл незаменим при пайке. Составы с большой его долей используются ювелирами, со средней – в технических изделиях, от жидкостных двигателей для ракеты до выключателей. При добавке свинца серебряный припой заменяет собой оловянный.
- Для изготовления электросхем – вещество образует твердые растворы с огромным количеством элементов. Это свойство эксплуатируется при изготовлении, например, катодов гальванических элементов.
- Как драгоценный металл в ювелирной индустрии – отличается роскошной привлекательностью, востребован для ковки самых филигранных, изящных украшений: диадем, серег, колец, браслетов. Чаще используются сплавы с незначительной долей никеля или меди: они более прочны.
- Для чеканки монет, орденов – деньги из серебра чеканили с начала времен. Сегодня материал используют для изготовления юбилейных монет, для чеканки орденов, медалей.
- В фотографии – галогениды вещества на свету разлагаются, обработанная ими поверхность чернеет. Это свойство используется для черно-белой фотографии.
- Для «разгона облаков» перед парадом – опрыскивание небес йодистым серебром вызывает резкое изменение локальной температуры. Таким образом обеспечивают хорошую погоду на ответственных мероприятиях.
- При изготовлении электротехники, электроники покрывают контакты и проводники в высокочастотных цепях, внутреннюю поверхность волноводов. Металл обеспечивает самую высокую электропроводность.
- Для зеркал – амальгама придает зеркалу куда более высокую светоотражающую способность по сравнению с алюминиевой.
- Как катализатор в химических процессах – вещество ускоряет химические реакции промышленного производства, например, при получении эпоксида из этилена.
- Сфера медицины – антибактериальные свойства серебра эксплуатировались во времена Египта и Древней Греции. Металл используется для обеззараживания фильтров кондиционеров, водных очистителей.
Соли, полученные в результате взаимодействия металла с кислотами (нитрат, хлорид), токсичны и применяются в лечебных целях.
https://dragomet.com/serebro/serebro-kak-himicheskij-element-tablitsy-mendeleeva-ag-istoriya-metalla-opisanie-fiziko-himicheskie-svojstva-primenenie-v-chistom-vide-i-v-splavah/