4. Электронное строение серебра и его положение в периодической системе в. И. Менделеева

Серебро принадлежит к первой группе периодической системы элементов Д.И. Менделеева и располагается в пятом периоде между палладием и кадмием. Порядковый номер серебра 47. По своим химическим свойствам и условиям нахождения в природе серебро является благородным металлом. Распределение электронов по уровням в атомах серебра следующее:

1s2s2р3s3p3d4s4p 4d5s

2 2 6 2 6 10 2 6 10 1

Атомная масса серебра по углеродной шкале равна 107,868. Элемент представляет естественную смесь двух устойчивых изотопов с массовыми числами 107 и 109. Искусст-венно получены многие радиоактивные изотопы серебра.

5. Кристаллическая структура серебра

Серебро имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку с пара-метром а = 4,0772 Å (при 20 °С). Энергия кристаллической решетки 290 мкДж/кмоль. Радиус междоузлий октаэдрических 0,106 нм, тетраэдрических 0,032 нм. По внешнему виду серебро – красивый металл белого цвета, очень пластичный и легко полируется. Из всех металлов серебро имеет наивысшую отражательную способность, равную в оранжево-красной части спектра 95%, наивысшую электропроводность и теплопро-водность.

Ионный радиус серебра (Ag+) составляет, по Гольдшмидту и Полингу, 1,13 и 1,26 Å соответственно.

6. Важнейшие физические свойства серебра

Плотность. Плотность ρ чистого серебра, деформированного и подвергнутого полному отжигу, равна 10,49 Мг/м³. В результате холодной обработки давлением плотность уменьшается и составляет для холоднотянутой проволоки 10,434 Мг/м³. При нагревании до 973, 1073 и 1173 К плотность соответственно составляет 9,98; 9,8 и 9,72 Мг/м³.

Плотность жидкого серебра при различных температурах:

Т, К 1273 1323 1373 1423 1473 1523

ρ, Мг/м³9,25 9,2 9,17 9,15 9,1 9,0

Плотность серебра при температуре плавления составляет 9,346 Мг/м³, при температу-ре кипения 8,244 Мг/м³.

Электрические и магнитные характеристики.Удельная электрическая проводи-мость σ серебра в зависимости от температуры:

Т, К .... 53 273 473 773

σ, МСм/м .... 200 62,0 35,1 21,1

Удельное электрическое сопротивление ρ серебра в зависимости от температуры:

Т.К. …53 273 473 773

ρ, мкОм∙м…..0,005 0,0162 0,0285 0,0475

Температурный коэффициент электрического сопротивления серебра при 273 К равен 4,10∙10^–3К^–1. При переходе из твердого состояния в жидкое удельное электросопротивление увеличивается почти в два раза и продолжает возрастать при дальнейшем повышении температуры:

Г, К ……...1233,5 (тв) 1233,5 (ж) 1273 1373 1473 1573

ρ, мкОм∙м……... 0,084 0,166 0,170 0,182 0,194 0,205

Твердость,кг/мм²:

По Бринелю………….…. 25

По Моосу…………….… 2,7

Потенциалы ионизации,эв:

Ag→Ag⁺……………..7,574

Ag⁺→Ag²⁺…………….21,48

Ag²⁺→Ag³⁺…………….36,10

Серебро – диамагнитный металл. Его удельная магнитная восприимчивость отрица-тельна и составляет при комнатной температуре % = – 0,181∙10^–9. С изменением темпе-ратуры магнитная восприимчивость практически не изменяется. В жидком состоянии магнитная восприимчивость серебра ничтожно мала; при холодной обработке давлением снижается. Работа выхода электронов φ = 4,3 эВ. Коэффициент вторичной электронной эмиссии σ =1,5 при ускоряющем напряжении первичных электронов 0,800 кэВ.

Тепловые характеристики.Температура плавленияt_ПЛ= 961,9 °С, температура кипенияt_КИП= 2170 °С; характеристическая температура θ_D= 225,3 К, удельная теплота плавления ΔН_ПЛ= 104,6 кДж/кг, удельная теплота сублимации, отнесенная к 298 К, ΔН_СУБ= 2640 кДж/кг. При плавлении происходит увеличение объема на ΔV = 5,33∙10^–6м³/кг, илиV/V₀= 0,052. С увеличением давления температура плавления серебра возрастает и при 6 ГПа достигает 1588 К;dT/dP= 60 К/ГПа.

Теплопроводность λ серебра высокой чистоты в зависимости от температуры:

Т, К………….…3 15 42 273 300 600 900

λ, Вт/(мК)……501,5 3330,5 1052,0 453,0 432,5 410,7 388,8

Оптические характеристики.Отражательная способность серебра в области види-мых длин волн 95 %, в области инфракрасных 98 %, а в ультрафиолетовой области 10 % при длине волны 0,31 мкм. При выдержке на воздухе отражательная способность серебра падает. Наибольшей отражательной способностью обладает серебро, нанесенное в вакууме на стекло.