47 Ag 银 107.868
过渡金属 d区 第5周期 第11族

银

Ag · 元素47 · 过渡金属

所有元素中导电和导热性能最好的元素,也是自古以来就为人所知的抗菌剂。

20°C时的状态 固态
原子量 107.868 u
电子排布[Kr] 4d¹⁰ 5s¹

结构

银原子

这不是环上点阵图,而是对每个已占据亚层的实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。

轨道云

测量值

属性表

每个条形图显示银在全部118种元素中该属性所处的位置。

物理

密度 10.501 g/cm³ 68%
熔点 1234.9 K 55%
沸点 2435 K 51%
比热容 0.235 J/g·K
热导率 429 W/m·K 100%

原子

原子半径 144 pm 38%
共价半径 145 pm
范德华半径 172 pm

电子

电负性 1.93 66%
电离能 731.4 kJ/mol 57%
电子亲和能 125.4 kJ/mol 80%

存在情况

地壳中的丰度 0.075 mg/kg 41%

身份

符号Ag
原子序数47
原子量107.868 u
类别过渡金属
区d
晶体结构面心立方
氧化态+1, +2, +3
发现Ancient
发现者自古以来已知

来源:IUPAC 2021标准原子量、CRC《化学与物理手册》、NIST。标有~的数值为预测值,而非测量值。

尺寸,按比例显示

银的原子有多大?

半径144 pm——即0.144 nm,因此大约3.47百万个这样的原子并排起来才有一毫米长。

温度范围

固态、液态、气态——以及转变时机

银在1200 K的范围内呈液态,温度从1235 K到2435 K。

所在位置

在表中的位置

银位于第5周期、第11族。 第11族中的所有元素具有相同的最外层电子数,因此它们的性质非常相似。

其他过渡金属

所有过渡金属

背后的故事

银是什么,以及我们如何发现它

银是最早的抗菌超级英雄——杀灭细菌和病毒已有超过4,000年的历史!这种亮白色金属自古以来就是人类最好的朋友,不仅因其美丽而受到珍视,更因其真正能够挽救生命的性质而备受重视。古代文明虽然不知道细菌的存在,却知道储存在银容器中的水能更长时间保持新鲜,用银处理的伤口愈合得更快。如今我们知道其中的原因:银离子就像微小的终结者,接触有害微生物后即可将其破坏!银是终极导体,其电导率和热导率均为所有元素中最高。它就像元素周期表中的闪电侠,让电流和热量以快于其他任何金属的速度穿过自身。因此,从太阳能电池板到智能手机,银都是不可或缺的。事实上,你拥有的每一台电子设备都含有银!摄影业建立在卤化银之上,这些化合物曝光后会变暗。尽管数码相机已在很大程度上取代胶片,银仍用于高端镜面和光学设备。银纳米颗粒正在革新医学,被应用于绷带、医疗器械,甚至袜子中,以预防感染!

银的发现

银的发现已湮没在史前时期的迷雾中,因为这种有光泽的金属已被人类文明珍视了超过6,000年。与许多需要现代化学才能分离的元素不同,银的美丽和实用性很快就被我们的祖先认识到。

古代起源(公元前4000年)

最早的银加工证据可追溯到公元前4000年前后的小亚细亚(今土耳其)。古代文明发现,在炉中通入空气加热含银铅矿石,可以将金属分离出来,这一过程称为灰吹法。这项技术使他们能够从自然形成的含银方铅矿中提取纯银。

货币革命(公元前700年)

吕底亚王国(今土耳其)约在公元前700年铸造了世界上最早的银币,彻底改变了商业。这些早期钱币由河流沉积物中发现的自然金银合金制成。雅典的“猫头鹰”银币成为第一种国际货币,为希腊的黄金时代提供了资金。

西班牙殖民时代(1500年代)

1545年在玻利维亚波托西和墨西哥萨卡特卡斯发现的大型银矿改变了全球经济。西班牙征服者迫使当地人在残酷条件下开采这些矿山。著名短语“价值连城”(意为价值极高)就源于这座山,因为它在300年间生产了世界60%的白银。

科学认识(1800年代)

瑞典化学家Jöns Jacob Berzelius于1814年赋予银现代化学符号“Ag”(源自拉丁语“argentum”)。他是最早系统研究银的化学性质的人之一。Louis Daguerre于1839年发明摄影术后,对银化合物,尤其是碘化银和溴化银的需求大幅增加。

美国银矿热(1800年代)

1859年内华达州发现康斯托克矿脉,引发了美国最后一次大规模银矿热。采矿工程师Adolph Sutro修建了一条4英里长的隧道为矿井排水,成为19世纪最伟大的工程壮举之一。这一发现帮助资助了美国内战,也为Hearst和Mackay等家族积累了财富。

现代应用(1900年代至今)

20世纪揭示了银的独特性质:所有元素中最高的电导率和热导率、强大的抗菌作用以及感光化合物。这些发现促成了银在电子、医学和可再生能源领域的应用,这些都是古代文明无法想象的,从而确保银在技术时代继续发挥重要作用。

文化遗产

银的影响远远超出经济领域,延伸至语言、文化和艺术。“能说会道”“银幕”和“银弹”等词语反映了人们赋予银的价值和纯洁性。在许多文化中,银与月亮、女性气质以及抵御邪恶联系在一起,这些信仰影响了从狼人传说到传统珠宝设计的诸多方面。

用途

银的用途

珠宝与装饰艺术

6,000多年来,银一直是珠宝制作的基石。标准银(92.5%银,7.5%铜)仍是精美珠宝、餐具和装饰品的全球标准。银的光泽外观和可加工性使其非常适合复杂设计,从古代凯尔特颈环到现代极简主义饰品都能胜任。

电子与技术

银出色的电导率(所有元素中最高)使其在电子领域不可或缺。它被用于高端音频线缆、计算机键盘、手机组件和RFID芯片。银纳米颗粒正在革新柔性电子产品和用于可穿戴技术的印刷电路。

摄影与成像

卤化银(AgCl、AgBr、AgI)是传统摄影的基础。这些感光化合物曝光后会发生化学变化,从而形成摄影图像。尽管数码摄影占据主导地位,银基胶片仍是专业应用和艺术摄影不可或缺的材料。

医疗应用

银的抗菌性质自古以来就为人所知。现代医学使用镀银医疗器械、伤口敷料和手术器械。银纳米颗粒正在用于药物递送系统和癌症治疗的研究。磺胺嘧啶银乳膏是烧伤创面的标准治疗药物。

太阳能

银浆是太阳能电池板制造中的关键材料,用于形成收集光伏电池产生的电子的导电栅线。每块太阳能电池板约含15-20克银。随着太阳能在全球范围内不断发展,这一应用已成为银增长最快的用途之一。

镜面与光学

银能制造反射率最高的镜面,可反射95%的可见光。高品质望远镜、显微镜和精密光学仪器都依赖镀银镜面。银的反射性质还用于节能窗和建筑玻璃。

货币与投资

数千年来,银一直充当货币,如今仍是热门的投资金属。银币和银条在全球交易,作为价值储存手段。许多国家仍铸造银纪念币,而银在现代贵金属市场中的货币作用仍在延续。

工业催化

银催化剂对于生产甲醛、环氧乙烷和其他工业化学品至关重要。汽车行业在柴油发动机的催化转化器中使用银。银的催化性质还促进了塑料和合成材料的生产。

银器与餐具

标准银餐具、餐饮用具和茶具仍是优雅与品质的象征。银的抗菌性质能够自然抑制细菌生长,使其适合用于餐饮服务。许多家庭将银制传家宝代代相传。

珠宝与配饰

银饰是一种人人都能享受的奢华——比黄金更实惠,却同样美丽。从订婚戒指到时尚珠宝,银的多功能性带来了无穷的设计可能。许多人选择银,是因为它具有冷色调和现代美感。

消费电子产品

你的智能手机很可能在电路板、连接器和导电通路中含有银。从耳机到游戏机,银都能确保可靠的电连接。银在电子产品中的应用持续影响着我们的日常生活。

抗菌产品

含银服装、袜子和运动服能够防止产生异味的细菌滋生。洗衣机和净水系统中的银纳米颗粒可提供持续的抗菌保护。一些绷带和急救产品含有银,用于预防感染。

牙科应用

银汞合金填充物在牙科中已有超过150年的使用历史。如今虽然不太常见,但银的耐久性和抗菌性质使其成为可靠的牙齿修复材料。一些现代牙科材料仍含有银纳米颗粒。

汽车部件

现代汽车的电气系统、车窗除霜器和导航系统中都含有银。镀银触点确保关键安全系统可靠运行。由于电气系统更加复杂,电动汽车使用的银甚至更多。

家居用品

装饰品、相框、烛台和豪华家居配饰中都能找到银。镀银物品以较低成本提供银的美感。许多家庭每天都在不知不觉中使用含银的家用电器和电子设备。

来源

自然存在

地壳中含量为0.075 mg/kg · 比41%的元素更丰富

银天然存在于地壳中,平均浓度为0.08ppm,按重量计算约比金稀有20倍。这种贵金属通过引人入胜的地质过程形成,并在世界各地集中为可开采矿床。

原生银矿床

自然银(纯金属银)形成于热液脉中,富含矿物质的热水在岩石裂隙中循环流动。著名的自然银矿床包括挪威孔斯贝格和密歇根州的基威诺半岛。这些矿床通常含有壮观的树枝状银晶体,深受矿物收藏家珍爱。

含银矿物

大多数银以矿物化合物而非纯金属的形式存在。主要含银矿物包括辉银矿(Ag₂S)、淡红银矿(Ag₃AsS₃)和深红银矿(Ag₃SbS₃)。自然金银合金金银矿含有20-70%的银,在历史上十分重要,如今仍可在许多金矿床中发现。

副产品开采

约70%的银产量来自其他金属开采的副产品,尤其是铅、锌和铜。银常在硫化物矿物中替代这些金属。主要产银地区包括墨西哥(世界最大生产国)、秘鲁、中国和俄罗斯。

全球分布

1859-1898年间,内华达州著名的康斯托克矿脉产出了超过850万盎司银。墨西哥波托西的塞罗里科山银矿极其丰富,300年来为世界供应了大量白银。如今,澳大利亚坎宁顿矿每年生产约1,300吨银。

海洋中的银

海水中含有约0.1-2ppb的银,虽然资源总量巨大,但目前尚无经济开采价值。银会在某些海洋生物体内富集,尤其是在一些软体动物的贝壳中。深海采矿未来可能从海底富含银的多金属结核中获取银。

地外银

陨石中含有相对丰富的银,尤其是铁陨石,其含银量最多可达地球岩石的100倍。该元素通过大质量恒星中的恒星核合成形成,并在超新星爆炸中散布,最终融入像我们所在的太阳系这样的行星系统。

处理

安全

通常安全的元素

银被认为是与人体接触和使用时最安全的金属之一。数千年来,银一直用于医疗、餐饮服务和珠宝制作,对大多数人没有明显的健康危害。

皮肤接触

正常使用安全:标准银珠宝和餐具可安全地与皮肤直接接触。有些人可能会对镀银物品中的铜或镍合金产生过敏反应,但纯银很少引起皮肤刺激。

银质沉着症风险

罕见病症:长期接触银化合物可能导致银质沉着症,使皮肤永久呈现蓝灰色。这主要是由于摄入胶体银补充剂或在工业环境中接触银尘造成的。这种病症属于外观问题,不会危及生命。

职业安全

工业防护措施:处理银尘或银化合物的工作人员应使用适当的通风设备和防护装备。OSHA规定,工作场所空气中银金属和可溶性银化合物的暴露限值为0.01mg/m³。

火灾与化学危害

反应性化合物:硝酸银具有腐蚀性,可能造成灼伤。银尘可能具有可燃性。处理银化学品时,务必使用适当的安全设备,并在通风良好的区域内操作。

环境影响

环境毒性低:高浓度的银可能因其抗菌性质影响水生微生物。妥善处置和回收含银产品可以防止银在环境中积累。

快速解答

银:常见问题

银有哪些用途?

银有许多用途:
珠宝和装饰品:最常用于戒指、项链和装饰物
电子产品:导电性能优异,用于电路、开关和太阳能电池板
摄影:传统胶片摄影中使用银化合物
医学:绷带和医疗器械中的抗菌性质
货币:历史上曾作为货币使用,如今仍用于投资币

银为什么会变色?

银变色是由于与空气中的硫化合物发生化学反应:
过程:银与硫化氢(H₂S)反应,形成硫化银(Ag₂S)
外观:在表面形成深色层
预防:存放在密封容器中,使用防变色条
清洁:可用银器抛光剂或小苏打糊去除

为什么银是最好的电导体?

银的电导率在所有元素中最高,原因如下:
自由电子:单个化合价电子可以轻松穿过金属晶格
晶体结构:面心立方排列有利于电子高效流动
低电阻率:20°C时为1.59 × 10⁻⁸ Ω·m
应用:尽管成本较高,仍用于高端电子设备、太阳能电池板和电气触点

银有毒吗?

纯银金属通常对人体无毒。但是:
银化合物大量摄入可能有毒
银质沉着症:长期接触银化合物会使皮肤变成蓝灰色
安全使用:纯银首饰和餐具日常使用完全安全
抗菌性:银对细菌的毒性使其可用于医疗领域

银是什么?

银(符号Ag)是元素周期表中的第47号元素,属于5周期11族的过渡金属。 所有元素中导电和导热性能最好的元素,也是自古以来就为人所知的抗菌剂。 在室温下为固态。

银的电子排布是什么?

银的基态电子排布为[Kr] 4d¹⁰ 5s¹,共有5个已占据的电子层,电子分布为2, 8, 18, 18, 1。

银的熔点和沸点是多少?

银在1234.9 K(961.8 °C)熔化,在2435 K(2161.9 °C)沸腾。

银的原子量是多少?

银的标准原子量为107.868 u。这是其自然存在的同位素的加权平均值,因此通常不是整数。

银的密度是多少?

银的密度为10.501 g/cm³。水的密度为1.0 g/cm³,因此银块约重10.5倍。

银的电负性是多少?

银的鲍林电负性为1.93。该标度范围为0.70(钫,吸引电子能力最弱)至3.98(氟,吸引电子能力最强)。 处于这一中间范围的数值通常对应共价键,而不是强离子键。