Desde hai moito tempo, a prata considérase unmetal precioso. O metal prateado utilízase en moitasmoedas de inversión, ás vecesxunto co ouro.:[3] Aínda que é máis abundante que o ouro, é moito menos abundante comometal nativo.[4] A súa pureza adoita medirse enpor mil; unha aliaxe cun 94% de pureza descríbese como "0,940 fina". Como un dossete metais da antigüidade, a prata desempeñou un papel perdurable na maioría das culturas humanas.
O seu nome é unha evolución do termolatinoplatus que significaba orixinariamenteplano e posteriormentelámina metálica.
O nome do símbolo provén dolatínargentum e dogregoἄργυρος,[5] nomes do metal nesas linguas (derivados dunha raíz indo-europea que significabrillante).[6]
A prata é extremadamente dúctil e pode estirarse ata formar un arame dun átomo de ancho.[7]
A prata é similar nas súas propiedades físicas e químicas aos seus dous veciños verticais nogrupo 11 datáboa periódica: ocobre e oouro. Os seus 47 electróns están dispostos naconfiguración [Kr]4d105s1, semellante a do cobre ([Ar]3d104s1) e a do ouro ([Xe]4f145d106s1); O grupo 11 é un dos poucos grupos dobloque d que ten un conxunto completamente consistente de configuracións electrónicas.[8] Esta configuración electrónica distintiva, cun só electrón nacapa electrónicas de maior ocupación sobre unha capa electrónicad subchea, explica moitas das propiedades singulares da prata metálica.[9]
A prata é unmetal de transición relativamente brando e extremadamentedúctil e maleable, aínda que é lixeiramente menos maleable que o ouro. A prata cristaliza nunharede cúbica centrada na cara con número de coordinación 12, onde só o único electrón5s está deslocalizado, de forma similar ao cobre e ao ouro.[10] A diferenza dos metais con capa electrónicad incompletas, as ligazóns metálicas da prata carecen de caráctercovalente e son relativamente débiles. Esta observación explica a baixadureza e alta ductilidade dosmonocristais de prata.[11]
A prata ten un lustre metálico, branco e brillante que se podepuír,[12] e que é tan característico que o propio nome do metal converteuse no nome da corprata.[9] A prata puída ten maiorreflectividade óptica que oaluminio en todas as lonxitudes de onda superiores a ~450 nm.[13] En lonxitudes de onda inferiores a 450 nm, a reflectividade da prata é inferior á do aluminio e redúcese a cero preto dos 310 nm.[14]
Os elementos do grupo 11 teñen en común unha condutividade eléctrica e térmica moi elevada, porque o seu único electróns está libre e non interactúa coa subcapa electrónicad subchea, xa que tales interaccións (que se producen nos metais de transición precedentes) reducen a mobilidade dos electróns.[15] Acondutividade térmica da prata atópase entre as máis altas de todos os materiais, aínda que a condutividade térmica docarbono (nodiamantealótropo) e dohelio-4 superfluido son superiores.[8] Acondutividade eléctrica da prata é a máis alta de todos os metais, maior mesmo que a do cobre. A prata tamén ten aresistencia de contacto máis baixa de todos os metais.[8] A prata de cando en cando utilízase pola súa condutividade eléctrica, debido ao seu alto custo, aínda que unha excepción é enenxeñería de radiofrecuencia, particularmente enVHF e frecuencias máis altas, onde o recubrimento de prata mellora a condutividade eléctrica debido a que esascorrentes tenden a fluír na superficie dos condutores no canto de ir a través do interior. Durante asegunda guerra mundial en EEUU utilizáronse 13540 toneladas de prata para oselectroimáns doscalutróns para enriqueceruranio, principalmente pola escaseza de cobre en tempos de guerra.[16][17][18]
A prata forma facilmentealiaxes co cobre, co ouro e cocinc. As aliaxes de cinc e prata cunha baixa concentración de cinc poden considerarse solucións sólidas cúbicas centradas na cara de cinc en prata, xa que a estrutura da prata permanece practicamente inalterada mentres que a concentración de electróns aumenta a medida que se engade máis cinc. O aumento da concentración de electróns conduce ás fases cúbicas centrada no corpo (concentración de electróns 1,5),cúbico complexo (1,615) ehexagonal (1,75).[10]
A prata natural componse de dúasisótopos estables107Ag e109Ag, sendo o primeiro lixeiramente máisabundante (51,839%) que o segundo. Esta abundancia case igual é pouco frecuente na táboa periódica. Opeso atómico é 107,8682(2)u;[19][20] este valor é moi importante debido á importancia dos compostos de prata, en particular os haluros, naanálise gravimétrica.[19] Ambos os isótopos de prata prodúcense nas estrelas mediante oproceso s (captura lenta de neutróns), así como nassupernovas mediante oproceso r (captura rápida de neutróns).[21]
Caracterizáronse vinte e oitoradioisótopos dos cales os máis estables son a105Ag,111Ag e112Ag, conperíodos de semidesintegración de 41,29 días, 7,45 días e 3,13 horas respectivamente. Os demais isótopos teñen períodos de semidesintegración máis curtos que unha hora, e a maioría menores que tres minutos. Identificáronse numerososestados metaestables entre os cales os máis estables son108mAg (418 anos),110mAg (249,79 días) e107mAg (8,28 días).
Os isótopos da prata teñenpesos atómicos que varían entre as 93,943uma da94Ag e as 123,929 uma da124Ag. O modo de desintegración principal dos isótopos máis lixeiros que o estable máis abundante é acaptura electrónica resultando isótopos depaladio, mentres que os isótopos máis pesados que o estable máis abundante desintegranse sobre todo medianteemisión beta dando lugar a isótopos decadmio.
O isótopo107Pd desintegrase mediante emisión beta producindo107Ag e cun período de semidesintegración de 6,5 millóns de anos. Os meteoritosférreos son os únicos obxectos coñecidos cunha razón Pd/Ag suficientemente alta para producir variacións medibles na abundancia natural do isótopo107Ag. O107Agradioxenética descubriuse no meteorito deSanta Clara (Estado de Durango) en1978. As correlacións107Pd–107Ag observadas en corpos claramente fundidos desde a acreción do sistema solar deben reflectir a presenza de nucleidos inestables nosistema solar primitivo.[22]
Estados de oxidación e estereoquímica da prata[23]
Estado de oxidación
número de coordinación
Estereoquímica
Representante composto
0 (d10s1)
3
Plano
Ag(CO)3
1 (d10)
2
Lineal
[Ag(CN)2]−
3
Plano trigonal
AgI(PEt2Ar)2
4
Tetraédrico
[Ag(diars)2]+
6
Octaédrico
AgF, AgCl, AgBr
2 (d9)
4
Plano cadrado
[Ag(py)4]2+
3 (d8)
4
Plano cadrado
[AgF4]−
6
Octaédrico
[AgF6]3−
A prata é un metal pouco reactivo. Isto débese a que a súa capa4d subchea non é moi eficaz á hora de protexer as forzas electrostáticas de atracción desde o núcleo ata o electrón5s máis externo, polo que a prata atópase preto do fondo daserie electroquímica (E0(Ag+/Ag) = +0.799 V).[9] No grupo 11, a prata ten a primeira enerxía de ionización máis baixa (o que demostra a inestabilidade do orbital5s), pero ten as enerxías de ionización segunda e terceira máis altas que o cobre e o ouro (o que demostra a estabilidade dos orbitais4d), de modo que a química da prata é predominantemente a do estado de oxidación +1, o que reflicte a gama cada vez máis limitada de estados de oxidación ao longo da serie de transición a medida que os orbitaisd énchense e se estabilizan.[24] A diferenza docobre, para o que a maiorenerxía de hidratación de Cu2+ en comparación con Cu+ é a razón pola que o primeiro é máis estable en solucións acuosas e sólidos a pesar de carecer da subcáscara establed subchea do segundo, mentres que na prata este efecto vese anulado pola súa maior enerxía de segunda ionización. Así pois, Ag+ é a especie estable en solución acuosa e sólidos, sendo Ag2+ moito menos estable xa que oxida a auga.[24]
A maioría dos compostos de prata teñen un importante caráctercovalente debido ao pequeno tamaño e á elevada enerxía de primeira ionización (730,8 kJ/mol) da prata.[9] Ademais, aelectronegatividade de Pauling da prata, de 1,93, é superior á dochumbo (1,87), e a súaafinidade electrónica de 125.6 kJ/mol é moito maior que a dohidróxeno (72,8 kJ/mol) e non moito menor que a doosíxeno (141,0 kJ/mol).[25]1176 Debido á súa subcáscarad completa, a prata no seu estado de oxidación principal +1 presenta relativamente poucas propiedades dos metais de transición propios dos grupos 4 a 10, formandocompostos organometálicos bastante inestables, formando complexos lineais que mostrannúmeros de coordinación moi baixos como o 2, e formando un óxidoanfótero[26] así comofases de Zintl o igual que osmetais post-transición[27] A diferenza dos metais de transición anteriores, o estado de oxidación +1 da prata é estable mesmo en ausencia deretrodonación π.[24]
A prata non reacciona co aire, nin sequera a lume vivo, polo que os alquimistas considerábana unmetal nobre, xunto co ouro. A súa reactividade é intermedia entre a do cobre (que formaóxido de cobre(I) cando se quenta a lume vivo) e a do ouro. Do mesmo xeito que o cobre, a prata reacciona coxofre e os seus compostos; na súa presenza, a prata embázase no aire para formar osulfuro de prata negro (o cobre forma en cambio osulfato verde, mentres que o ouro non reacciona). A diferenza do cobre, a prata non reacciona coshalóxenos, a excepción doflúor gasoso, co que forma odifluoruro. Aínda que a prata non é atacada polos ácidos non oxidantes, o metal disólvese facilmente enácido sulfúrico concentrado quente, así como enácido nítrico diluído ou concentrado. En presenza de aire, e especialmente en presenza deperóxido de hidróxeno, a prata disólvese facilmente en solucións acuosas decianuro.[23]
As tres formas principais de deterioración dos artefactos históricos de prata son o deslustre, a formación decloruro de prata debido á inmersión prolongada en auga salgada, así como a reacción con iónsnitrato ou osíxeno. O cloruro de prata fresco é de cor amarela pálida, volvéndose violáceo coa exposición á luz; sobresae lixeiramente da superficie do artefacto ou moeda. A precipitación do cobre na prata antiga pode utilizarse para datar artefactos, xa que o cobre é case sempre un compoñente das aliaxes da prata.[28]
A prata metálica é atacada por oxidantes fortes como opermanganato de potasio (KMnO 4) e odicromato potásico (K 2Cr 2O 7), e en presenza debromuro de potasio (KBr). Estes compostos utilízanse en fotografía parabranquear imaxes de prata, converténdoas en bromuro de prata que pode fixarse contiosulfato ou revelarse de novo paraintensificar a imaxe orixinal. A prata forma complexos decianuro (cianuro de prata) que son solubles en auga en presenza dun exceso de ións de cianuro. As solucións de cianuro de prata utilízanse engalvanoplastia de prata.[29]
Osestados de oxidación comúns da prata son (por orde de frecuencia): +1 (o estado máis estable; por exemplo,nitrato de prata, AgNO3); +2 (altamente oxidante; por exemplo, ofluoruro de prata (II), AgF2); e mesmo moi raramente +3 (oxidante extremo; por exemplo, tetrafluoroargentato(III) de potasio, KAgF4).[30] Para alcanzar o estado +3 necesítanse axentes oxidantes moi fortes, como oflúor ou operoxodisulfato, e algúns compostos de prata(III) reaccionan coa humidade atmosférica e atacan ao vidro.[31] De feito, o fluoruro de prata(III) adoita obterse facendo reaccionar prata ou monofluoruro de prata co axente oxidante máis potente coñecido, odifluoruro de criptón.[32]
A prata e o ouro teñen unhaafinidade química polo osíxeno bastante baixa, inferior á do cobre, polo que se espera que os óxidos de prata sexan termicamente bastante inestables. Os sales de prata(I) solubles precipitanóxido de prata(I), Ag2O, de cor marrón escuro ao engadirálcali. (O hidróxido AgOH só existe en solución; pola contra, descomponse espontaneamente no óxido). O óxido de prata(I) redúcese moi facilmente a prata metálica e descomponse en prata e osíxeno por encima de 160 °C.[33] Este e outros compostos de prata(I) poden ser oxidados polo axente oxidante forteperoxodisulfato a AgO negro, unóxido de prata(I,III) mixto de fórmula AgIAgIIIO2. Tamén se coñecen outros óxidos mixtos con prata en estados de oxidación non integrais, concretamente Ag2O3 e Ag3O4, así como Ag3O, que se comporta como un condutor metálico.[33]
Osulfuro de prata, Ag2S, fórmase moi facilmente a partir dos seus elementos constituíntes e é a causa do deslustre negro dalgúns obxectos de prata antigos. Tamén pode formarse a partir da reacción desulfuro de hidróxeno con prata metálica ou iones Ag+ acuosos. Coñécense moitosseleniuros etelururos non estequiométricos; en particular, o AgTe~3 é unsupercondutor de baixa temperatura.[33]
O único dihaluro de prata coñecido é odifluoruro, AgF2, que pode obterse a partir dos elementos en quente. O fluoruro de prata(II), un axente fluorante forte pero termicamente estable e, por tanto, seguro, utilízase a miúdo para sintetizarhidrofluorocarburos.[34]
Pola contra, coñécense catro haluros de prata(I). Ofluoruro, ocloruro e obromuro teñen a estrutura do cloruro de sodio, pero oioduro ten tres formas estables coñecidas a diferentes temperaturas; a que se coñece a temperatura ambiente é a estrutura cúbicablenda de zinc. Todos eles poden obterse por reacción directa dos seus respectivos elementos.[34] A medida que descende o grupo halóxeno, o haluro de prata adquire cada vez máis carácter covalente, a solubilidade diminúe e a cor cambia do cloruro branco ao ioduro amarelo, xa que diminúe a enerxía necesaria para ocomplexo de transferencia de carga para ligar metal (X-Ag+ → XAg).[34] O fluoruro é anómalo, xa que o ion fluoruro é tan pequeno que ten unha enerxía desolvatación considerable e, por tanto, é moi soluble en auga e forma dihidratos e tetrahidratos.[34] Os outros tres haluros de prata son moi insolubles en solucións acuosas e utilízanse con moita frecuencia en métodos deanalítica gravimétrica.[35] Os catro sonfotosensibles (aínda que o monofluoruro só o é á luzultravioleta), especialmente o bromuro e o ioduro, que se fotodescompoñen en prata metálica, polo que se utilizaban nafotografía tradicional.[34] A reacción en cuestión é:[36]
X− +hν → X + e− (excitación do ion haluro, que cede o seu electrón extra á banda de condución)
Ag+ + e− → Ag (liberación dun ion de prata, que gana un electrón para converterse nun átomo de prata).
O proceso non é reversible porque o átomo de prata liberado atópase normalmente nundefecto cristalino ou nun lugar de impurezas, de modo que a enerxía do electrón diminúe o suficiente como para que quede «atrapado».[36]
Formación de cristais de prata sobre unha superficie de cobre nunha solución de nitrato de prata. Vídeo deMaxim Bilovitskiy.Cristais de nitrato de prata
Onitrato de prata branco, AgNO3, é un precursor versátil de moitos outros compostos de prata, especialmente os haluros, e é moito menos sensible á luz. Antigamente denominábasecáustico lunar porque os antigos alquimistas chamabanlúa á prata, xa que crían que estaba asociada coa Lúa.[37][38] A miúdo utilízase para análises gravimétricas, aproveitando a insolubilidade dos haluros de prata máis pesados dos que é un precursor común.[35] O nitrato de prata utilízase de moitas maneiras ensíntese orgánica, por exemplo paradesproteccións e oxidacións. A Ag+ únese reversiblemente aosalquenos, e o nitrato de prata utilizouse para separar mesturas de alquenos por absorción selectiva. Oaduto resultante pode descomporse conamoníaco para liberar o alqueno libre.[39]
Ocarbonato de prata amarelo, Ag2CO3 pode prepararse facilmente facendo reaccionar solucións acuosas decarbonato sódico cunha deficiencia de nitrato de prata.[40] O seu uso principal é a produción de po de prata para o seu uso en microelectrónica. Redúcese conformaldehido, producindo prata libre de metais alcalinos:[41]
Ofulminato de prata, AgCNO, un potenteexplosivo sensible ao tacto utilizado encápsulas fulminantes, obtense mediante a reacción do metal prata con ácido nítrico en presenza deetanol. Outros compostos de prata perigosamente explosivos son aazida de prata, AGN3, formada pola reacción do nitrato de prata coaazida sódica,[42] eacetiluro de prata, Ag2C2, que se forma cando a prata reacciona co gasacetileno nunha solución de amoníaco.[43] Na súa reacción máis característica, a azida de prata descomponse de forma explosiva, liberando gas nitróxeno: dada a fotosensibilidade dos sales de prata, este comportamento pode inducirse iluminando os seus cristais cunha luz.[43]
Estrutura do complexo de diamminaprata(I), [Ag(NH3)2]+
Os complexos de prata tenden a ser similares aos do seu homólogo máis lixeiro, o cobre. Os complexos de prata (III) adoitan ser pouco frecuentes e redúcense moi facilmente a estados de oxidación inferiores máis estables, aínda que son lixeiramente máis estables que os do cobre (III). Por exemplo, os complexos periodato [Ag(IO5OH)2]5− e telurato [Ag{Teo4(OH)2}2]5− poden prepararse oxidando prata (I) conperoxodisulfato alcalino. O diamagnético amarelo [AgF4]− é moito menos estable, evaporase en aire húmido e reacciona co vidro.[44]
Os complexos de prata (II) son máis comúns. Do mesmo xeito que os complexos de cobre (II) isoelectrónicos de valencia, adoitan ser planos cadrados e paramagnéticos, o que se ve incrementado pola maior división do campo para os electróns 4d que para os electróns 3d. A Ag2+ acuosa, producida pola oxidación da Ag+ polo ozono, é un axente oxidante moi forte, mesmo en solucións acedas: estabilízase noácido fosfórico debido á formación de complexos. A oxidación con peroxodisulfato adoita ser necesaria para obter complexos máis estables conaminas heterocíclicas, como [Ag(py)4]2+ e [Ag(bipy)2]2+: estes son estables sempre que a contraión non poida reducir a prata de novo ao estado de oxidación +1. O [AgF4]2− tamén se coñece na súa sal de bario violeta, do mesmo xeito que algúns complexos de prata (II) con ligandos doantes de "N" ou "O", como os carboxilatos de piridina.[45]
A prata empregouse desde a antigüidade para a elaboración dearmas deguerra e logo na elaboración de utensilios e ornamentos, de onde se estendeu aocomercio aocuñarse as primeirasmoedas de prata, chegando a constituír a base dosistema monetario de numerosos países.
A produción mundial de prata durante o 2011 acadou un total de 23.800toneladas métricas de prata. Os principais países produtores de prata sonMéxico e oPerú que representan por si sós 1/3 da produción mundial de prata.[46]
De acordo coa información entregada no informe anual do United States Geological Survey (USGS), as estimacións sinalan que as reservas coñecidas de prata no 2011 a nivel mundial acadarían 530.000toneladas métricas de prata fina. Segundo as estimacións de USGS, noPerú existirían arredor de 120.000 toneladas métricas economicamente explotables, equivalentes ó 23% do total de reservas mundiais do mineral; seguido dePolonia con 85.000 toneladas métricas economicamente explotables, equivalentes ó 16% do total de reservas mundiais do mineral.[46]
Rango
Estado
Reservas mundiais de prata en 2011 (en toneladas/ano)
Do total da produción mundial de prata, aproximadamente o 70% emprégase con fins monetarios, mentres que a outra parte emprégase naourivaría, e en menores cantidades nafotografía,química eelectricidade.
A prata non étóxica pero a maioría das súas sales sonvelenosas. Os compostos que conteñen prata poden entrar ao corpo humano polosistema circulatorio e depositarse en diversostecidos provocandoarxiria, unha afección que provoca a coloración agrisada dapel e asmucosas.
↑Les Poinçons de garantie internationaux pour l'argent (Tardy ed.). p. 6.ISBN 2901622178.
↑A. Ernout; A. Meillet (1939).Dictionnaire Étymologique de la langue latine. Histoire des mots (Librarie C. Klicksieck ed.). París. pp. s.v.
↑Masuda, Hideki (2016). "Combined Transmission Electron Microscopy – In situ Observation of the Formation Process and Measurement of Physical Properties for Single Atomic-Sized Metallic Wires". En Janecek, Milos; Kral, Robert.Modern Electron Microscopy in Physical and Life Sciences. InTech.ISBN978-953-51-2252-4.doi:10.5772/62288.(Microscopía electrónica de transmisión combinada: observación in situ do proceso de formación e medición das propiedades físicas de fíos metálicos de tamaño atómico únicos)
↑Lidin RA 1996,Inorganic substances handbook, Begell House, New York,ISBN1-56700-065-7. p. 5
↑Goodwin F, Guruswamy S, Kainer KU, Kammer C, Knabl W, Koethe A, Leichtfreid G, Schlamp G, Stickler R & Warlimont H 2005, 'Noble metals and noble metal alloys', inSpringer Handbook of Condensed Matter and Materials Data, W Martienssen & H Warlimont (eds), Springer, Berlin, pp. 329–406,ISBN3-540-44376-2. p. 341
↑Riedel, Sebastian; Kaupp, Martin (2009). "The highest oxidation states of the transition metal elements".Coordination Chemistry Reviews253 (5–6). pp. 606–24.doi:10.1016/j.ccr.2008.07.014.
↑46,046,1United States Geological Survey (USGS) (xaneiro de 2012)."Silver"(PDF).Mineral Commodity Summaries 2012. Arquivado dendeo orixinal(PDF) o 09 de setembro de 2013. Consultado o 13 de maio de 2013.
-3D-balls.png)
