本文介紹的是化學元素。關於日本將棋裡簡稱為「銀」的棋子,請見「銀將」。
銀   47Ag
氫(其他非金屬)
氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)
鈹(鹼土金屬)
硼(類金屬)
碳(其他非金屬)
氮(其他非金屬)
氧(其他非金屬)
氟(鹵素)
氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)
鎂(鹼土金屬)
鋁(貧金屬)
矽(類金屬)
磷(其他非金屬)
硫(其他非金屬)
氯(鹵素)
氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)
鈣(鹼土金屬)
鈧(過渡金屬)
鈦(過渡金屬)
釩(過渡金屬)
鉻(過渡金屬)
錳(過渡金屬)
鐵(過渡金屬)
鈷(過渡金屬)
鎳(過渡金屬)
銅(過渡金屬)
鋅(過渡金屬)
鎵(貧金屬)
鍺(類金屬)
砷(類金屬)
硒(其他非金屬)
溴(鹵素)
氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)
鍶(鹼土金屬)
釔(過渡金屬)
鋯(過渡金屬)
鈮(過渡金屬)
鉬(過渡金屬)
鎝(過渡金屬)
釕(過渡金屬)
銠(過渡金屬)
鈀(過渡金屬)
銀(過渡金屬)
鎘(過渡金屬)
銦(貧金屬)
錫(貧金屬)
銻(類金屬)
碲(類金屬)
碘(鹵素)
氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)
鋇(鹼土金屬)
鑭(鑭系元素)
鈰(鑭系元素)
鐠(鑭系元素)
釹(鑭系元素)
鉕(鑭系元素)
釤(鑭系元素)
銪(鑭系元素)
釓(鑭系元素)
鋱(鑭系元素)
鏑(鑭系元素)
鈥(鑭系元素)
鉺(鑭系元素)
銩(鑭系元素)
鐿(鑭系元素)
鑥(鑭系元素)
鉿(過渡金屬)
鉭(過渡金屬)
鎢(過渡金屬)
錸(過渡金屬)
鋨(過渡金屬)
銥(過渡金屬)
鉑(過渡金屬)
金(過渡金屬)
汞(過渡金屬)
鉈(貧金屬)
鉛(貧金屬)
鉍(貧金屬)
釙(貧金屬)
砹(類金屬)
氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)
鐳(鹼土金屬)
錒(錒系元素)
釷(錒系元素)
鏷(錒系元素)
鈾(錒系元素)
錼(錒系元素)
鈽(錒系元素)
鋂(錒系元素)
鋦(錒系元素)
鉳(錒系元素)
鉲(錒系元素)
鑀(錒系元素)
鐨(錒系元素)
鍆(錒系元素)
鐒(錒系元素)
鍩(錒系元素)
鑪(過渡金屬)
𨧀(過渡金屬)
𨭎(過渡金屬)
𨨏(過渡金屬)
𨭆(過渡金屬)
䥑(未知特性)
鐽(未知特性)
錀(未知特性)
鎶(過渡金屬)
Nh(未知特性)
鈇(貧金屬)
Mc(未知特性)
鉝(未知特性)
Ts(未知特性)
Og(未知特性)




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 過渡金屬
·週期· 11·5·d
標準原子質量 107.8682
電子排布

[] 4d10 5s1
2, 8, 18, 18, 1

銀的電子層(2, 8, 18, 18, 1)
物理性質
物態 固體
密度 (接近室溫)
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(鮑林標度)
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

銀具有面心立方晶體結構
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

主條目: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,帶60個中子
108mAg syn 418 y ε - 108Pd
IT 0.109 108Ag
γ 0.433, 0.614,
0.722
-
109Ag 48.161% 穩定,帶62個中子
111Ag syn 7.45 d β 1.036, 0.694 111Cd
γ 0.342 -

英語:silver)是一種化學元素化學符號Ag(來自拉丁語argentum[1]原子序數47。銀是一種柔軟有白色光澤的過渡金屬,在所有金屬中導電率、導熱率和反射率最高。銀在自然界中的存在方式有純淨的游離態單質(自然銀),與等其他金屬的合金,還有含銀礦石(如輝銀礦角銀礦)。大部分銀都是精煉、金、的副產品。

銀不易受化學藥品腐蝕,長久以來被視為貴金屬。銀比金來源更豐富,在現代以前的貨幣體系中作為硬幣使用,有時甚至和金一道使用。除了貨幣之外,銀的用途還有太陽能電池板、淨水器、珠寶和裝飾品、高價餐具和器皿(銀器),銀幣和銀條英語bullion還可用於投資。銀在工業上用於電接點英語electrical contact導體、特製鏡子、窗膜和化學反應的催化劑。銀的化合物用於膠片和X光。稀硝酸銀溶液等銀化合物會產生微動力效應英語oligodynamic effect,可以消毒和消滅微生物,用於繃帶、傷口敷料、導管等醫療器械

性質

純白銀顏色白,摻有雜質金屬光澤,質軟,摻有雜質後變硬,顏色呈灰、紅色。純白銀比重為10.5,熔點960.5℃,導電性能佳,溶於硝酸、硫酸中。

物理性質

銀是一種11族元素延展性好(僅次於),有明亮的銀白色金屬光澤,拋光度高。[2]在受保護的環境中,銀對波長450奈米以上的光波反射率[3],對波長450奈米以下的光波反射率不如鋁,對波長310奈米的光波反射率降為零。[4]

銀的導電性在所有金屬中最高,比銅還高[5],但在電氣中由於價格高昂,應用並不廣。但射頻工程英語radio-frequency engineering是個例外,特別是在甚高頻以上的頻段,鍍銀能夠顯著增加元件和導線整體的導電性,因為高頻電流會集中在導體的表面而非內部。二戰中美國生產濃縮電磁鐵用了13450噸銀,這是因為戰時缺銅。[6][7][8]

純銀在金屬中導熱性最高,但低於非金屬中的(金剛石)和超流體氦-4英語superfluid helium-4[5]

密度:10.5克/厘米3 熔點:961.93℃ 沸點:2213℃ 其他性質:富延展性,是導熱、導電性能很好的金屬。第一電離能7.576電子伏。化學性質穩定,對水與大氣中的氧都不起作用;易溶於稀硝酸、熱的濃硫酸和鹽酸、熔融的氫氧化鹼。晶體結構:晶胞為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。晶胞參數:a = 408.53 pm b = 408.53 pm c = 408.53 pm α = 90° β = 90° γ = 90°

化學性質

銀是古代發現的金屬之一。銀在自然界中雖然也有單質存在,但絕大部分是以化合態的形式存在。

銀具有很高的延展性,因此可以碾壓成只有0.00003厘米厚的透明箔,1克重的銀粒就可以拉成約兩公里長的細絲。

銀的導熱性和導電性在金屬中名列前茅。

銀的特徵氧化數為+1,其化學性質比銅差,常溫下,甚至加熱時也不與水和空氣中的氧作用,但久置空氣中能變黑,失去銀白色的光澤,這是因為銀和空氣中的H2S化合成黑色Ag2S的緣故。其化學反應方程式為:

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

銀不能與稀鹽酸或稀硫酸反應放出氫氣,但銀能溶解在硝酸或熱的濃硫酸中:

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

銀在常溫下與鹵素反應很慢,在加熱的條件下即可生成鹵化物:

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

銀對硫有很強的親合勢,加熱時可以與硫直接化合成Ag2S:

2Ag + S =Δ= Ag2S

類似地,銀和的反應為:

2 Ag + Se → Ag2Se
2 Ag + Te → Ag2Te

同位素

自然界存在的銀有兩種穩定同位素107Ag和109Ag,其中前者的豐度略高(51.839%)。銀的兩種同位素的豐度幾乎相同,這在元素週期表中十分罕見。銀的原子量是107.8682 (2) 克/摩爾。[9][10]已確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)。銀有很多亞穩態核素,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。

銀的同位素原子量從92.950(94Ag)到129.950(130Ag)不等。[11][12]豐度最高的穩定同位素(107Ag)之前的同位素的衰變類型主要是電子捕獲,生成(46號元素)的同位素,而107Ag之後的同位素的衰變類型則主要是β衰變,生成(48號元素)的同位素。[13]

107Pd β衰變成107Ag的半衰期為650萬年。鐵隕石是僅有的「鈀-銀比」高到可以測量107Ag富度變化的物體。由放射性產生的107Ag首次發現於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。
  • 導熱,導電率高
  • 不易受化學藥品腐蝕(但仍然能被硫化物硝酸氫碘酸、氯氣等腐蝕)
  • 質軟
  • 富有延展性

應用

  • 銀600-800美元每千克(工業應用必考慮成本,2013年春,相比較銅的價格在80~120美元每千克)。
  • 製造高價值的物件如銀元貨幣、首飾,並用於製造勳章、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。
  • 製造合金硝酸銀和其它銀的化合物等。
  • 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和煉金術七金之二,僅於之後一名。

古代西方的煉金術和占星術也有將金屬中的銀與七曜中的月連結,又為之後一名。

化合物

+1價態化合物

銀在化合物中主要以+1價的形式存在。

銀溶於硝酸(HNO3),生成硝酸銀(AgNO3)。硝酸銀是一種透明晶體,有感光性,且易溶於水。硝酸銀是合成許多其他銀化合物的原料,也可作為防腐劑,還用於彩色玻璃中的黃色添加劑。銀不易與硫酸反應,因此硫酸在珠寶製造中用於清洗銀焊退火後留下的氧化銅火痕。銀易與以及硫化氫(H2S)反應生成黑色的硫化銀(Ag2S),這在失去光澤的銀幣或其他物品上很常見。當銀制電氣觸點在富含硫化氫的環境下工作時,觸點上的硫化銀還會生成銀晶須

4 Ag + O2 + 2 H2S → 2 Ag2S + 2 H2O
 
Cessna 210人工降雨裝備了碘化銀發生器

向硝酸銀溶液中加入氯離子會沉澱出氯化銀(AgCl),同樣地,加入溴鹽碘鹽可以沉澱出用於製造感光乳劑的其他鹵化銀。氯化銀用於製造檢測pH值和測量電位玻璃電極,以及用於玻璃的透明水泥。將碘化銀 (AgI)撒入雲層以人工降雨。鹵化銀在水溶液中高度不溶(除了氟化銀),因而常用於重量分析

向硝酸銀溶液加入,沉澱得到氧化銀 (Ag2O)。氧化銀用作紐扣電池的正極。向硝酸銀溶液加入碳酸鈉 (Na2CO3),沉澱得碳酸銀(Ag2CO3)。[16]

2 AgNO3 + 2 OH → Ag2O + H2O + 2 NO3
2 AgNO3 + Na2CO3 → Ag2CO3 + 2 NaNO3

雷酸銀(AgONC)是一種強烈的、對碰撞敏感的炸藥,是銀與硝酸在乙醇(C2H5OH)的存在下反應得到的,用於雷管。其他危險易爆的銀化合物包括疊氮化銀 (AgN3),由硝酸銀與疊氮化鈉 (NaN3)反應得到,[17]還有乙炔銀(Ag2C2),由硝酸銀或銀氨溶液乙炔(C2H2)反應得到。

鹵化銀晶體曝光後形成的潛像還原劑,如氫醌、米吐爾(4-(甲氨基)苯酚硫酸氫鹽)或抗壞血酸的鹼性溶液顯影處理後,曝光的鹵化銀被還原成金屬銀。硝酸銀的鹼性溶液(銀氨溶液)可被還原糖,如葡萄糖等還原為金屬銀,這個反應用於製造銀,以及玻璃聖誕飾品的內表面。鹵化銀可溶於硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液,因此硫代硫酸鈉可作為定影劑,去除顯影后感光乳劑上多餘的鹵化銀。[16]

溴化鉀(KBr)的存在下,金屬銀可被強氧化劑如高錳酸鉀(KMnO4)或重鉻酸鉀(K2Cr2O7)侵蝕;這些化合物在攝影中用於漂白可見影像,將其轉化為鹵化銀,既可以被硫代硫酸鈉去除,又可以重新顯影以加強原始的影像。在過量的氰根離子(CN-)存在下,氰化銀(AgCN)可以形成可溶於水的氰配合物(Ag(CN)2-)。銀的氰配合物溶液用於電鍍銀。[16]

其它價態化合物

銀還能形成其它價態的化合物,如氟化亞銀(Ag2F)、二氟化銀(AgF2)、一氧化銀(AgO)等。

在生物中作用

銀的離子以及化合物對某些細菌病毒藻類以及真菌顯現出毒性,但對人體卻幾乎是完全無害的。銀的這種殺菌效應使得它在活體外就能夠將生物殺死。然而,銀製品的測試以及標準化卻存在很大難度。

希波克拉底曾經有描述銀在治療和防止疾病方面的功用。腓尼基人曾經用銀制瓶子來盛放,以此防止這些液體腐敗。20世紀初期,人們也曾把銀幣放在牛奶里,以此來延長牛奶的保鮮期。銀的殺菌機制長期以來一直為人們所爭論探討,但至此還沒有確鑿的定論。其中一個很好的例子是微動力效應,它成功的解釋了銀離子對微生物的作用,但卻不能解釋其對病毒的作用。

銀大量的添加於凝膠以及繃帶中。銀的抗菌性來源於銀離子。由於銀離子可以和一些微生物用於呼吸的物質(比如一些含有元素分子)形成強烈的結合鍵,以此使得這些物質不能為微生物所利用,從而使得微生物窒息而亡。

在抗生素發明之前,銀的相關化合物曾在第一次世界大戰時用於防止感染。

銀作為效用廣泛的抗菌劑正在進行新的應用。其中一方面就是將硝酸銀溶於海藻酸鹽中,用於防止傷口的感染,尤其是燒傷傷口的感染。2007年,一個公司設計出一種表面鍍上銀的玻璃杯,這種杯子號稱具有良好的抗菌性。除此之外,美國食品和藥品管理協會(FDA)最近也審批通過了一種內層鍍銀的導氣管的應用,因為研究表明這種導氣管能夠有效的降低導氣管型肺炎。

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

參考資料

  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. doi:10.1098/rsta.2001.0893. JSTOR 3066270. 
  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.