銀

銀，俗稱白銀，是一種化學元素，其化學符號為，如與金或其他金屬以合金形式存在，以及在礦石中存在，如輝銀礦和角銀礦。大部分銀是銅、金、鉛和鋅精煉的副產品。長期以來，銀一直視為貴金屬。銀金屬得以用於許多投資型硬幣中，有時與金一起使用。雖然它比金更豐富，但它作為天然金屬的豐富程度要低得多。銀的純度通常以每千分之一單位測量；94％純度的合金描述為「0.940 fine」、電氣接觸和導體、專用鏡子、窗戶塗料、催化化學反應，作為著色玻璃和專用糖果中的著色劑。其化合物用於照相和X光膠片。硝酸銀和其他銀化合物的稀溶液用作消毒劑和殺微生物劑，新增到繃帶和傷口敷料、導管和其他醫療儀器中。性質.純白銀顏色白，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961.78℃，導電效能佳，溶於硝酸、濃硫酸中。銀的物理和化學性質與週期表第11族中的兩個同族元素銅、金相似。其47個電子排列在配置[Kr]4d105s1中，類似於銅；第11族是d區塊中為數不多，但具有完全一致電子組態的族。這種獨特的電子結構在填滿的d副殼層上具有最高佔據s副殼銀是一種極其柔軟、富強韌性和延展性的過渡金屬，雖然它比金的稍差。銀以面心立方晶格結晶，體積配位數為12，其中只有單個5s電子軌域，類似於銅和金。與具有未填滿d殼層的金屬不同，銀中的金屬鍵缺乏共價特徵並且相對較弱。該觀察結果解釋了單晶銀的低硬度和高延展性。5s層的單個電子，是造成金屬銀的許多奇異性質的原因。銀具有明亮的白色金屬光澤，可以進行高度拋光 ，其特點是金屬本身的名稱成為顏色名。與銅和金不同，從填滿的d軌域帶激發電子到銀的s和p導帶所需的能量足夠大，它不再對應於可見區域的吸收，而是在紫外線區；因此銀是白色的金屬。在長於450 nm的所有波長下，受保護的銀具有比鋁更大的光學反射率。在波長短於450 nm時，銀的反射率低於鋁的反射率，並在310 nm附近下降到零。第11族中的元素普遍的具有極高的導電性和導熱性，因為它們的單個電子是自由且不與填滿的d副殼層相互作用，因為這種相互作用和超流體氦-4的導電率更高。銀較任何金屬具有最低的接觸電阻。銀容易與銅、金以及鋅形成合金。具有低鋅濃度的鋅－銀合金可認為是銀中鋅的面心立方固體溶液，因為銀的結構不變，而隨著新增更多的鋅，電子濃度升高。增加電子濃度進一步形成體心立方。物理性質.銀是11族元素，延展性好，有明亮的銀白色金屬光澤，拋光度高。在受保護的環境中，銀對波長450奈米以上的光波反射率比鋁高，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。銀的導電性在所有金屬中最高，比銅還高，但在電氣中由於價格高昂，應用並不廣。但是個例外，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鈾的電磁鐵用了13,450噸銀，這是因為戰時缺銅。純銀在金屬中導熱性最高，但低於非金屬中的碳和。化學性質.銀很早就為人類所認識，在自然界中雖然也有單質銀存在，但絕大多數銀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釐米厚的透明箔，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。銀不容易氧化，特徵氧化數為+1，不如銅活潑：在常溫和加熱環境中，銀不會與水或空氣中的氧反應；但銀能夠與空氣中的硫元素反應，因此如果長期放置在空氣中會失去銀白色的光澤，變成黑色的硫化銀。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，但能緩慢地溶解在硝酸或熱的濃硫酸中：2HNO₃(conc.)+Ag→AgNO₃+H₂O+NO₂↑4HNO₃(dilute)+3Ag→3AgNO₃+2H₂O+NO↑2Ag + 2H2SO4 —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 —473 K→ 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，銀和硒、碲的反應為：2 Ag + Se → Ag2Se2 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。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的同位素。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。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，反映出早期太陽系的吸積中應存在著不穩定的核種。化學.銀是一種相當不活潑的金屬。 因為它填滿的4d外殼不能很好地遮蔽從核到最外面的5s電子的靜電引力，因此銀靠近電位序的底部，因此化學銀的主要是+1氧化態，反映了隨著d軌域填滿和穩定，沿過渡系列的氧化態範圍越來越有限。與銅相比，Cu2+與Cu+相比具有更大的水合能 ，這是前者在水溶液和固體中更穩定的原因，儘管後者缺乏穩定的填充d副殼層，銀這種效應給其較大的第二遊離能量所掩蓋。 因此，Ag+是水溶液和固體中的穩定物質，Ag2+在氧化水時穩定性較差。由於銀的尺寸小以及較高的第一遊離能。由於其完整的d副殼層，其主要+1氧化態的銀表現出相對較少的過渡金屬的性質，從4到10族，形成相當不穩定的有機金屬化合物，形成線性複合物，顯示非常低的配位數，如2，形成兩性氧化物以及秦特相，如後過渡金屬。與前述過渡金屬不同，即使在不存在π-受體配基的情況下，銀的+1氧化態也是穩定的。即使在炙熱下，銀也不會和空氣發生反應，因此和金同樣得煉金術士視為貴金屬。 其反應性介於銅。與銅不同，銀金屬不會與鹵元素反應，除了與氟氣形成二氟化物。雖然銀不受非氧化性酸的侵蝕，但金屬很容易溶於熱的濃硫酸，以及稀硝酸或濃硝酸。在空氣存在下，特別是在過氧化氫存在下，銀容易溶解在氰化物的水溶液中。歷史上銀器的三種主要變質方式是失去光澤、長期浸入鹽水中而形成氯化銀 ，以及與硝酸根離子或氧氣反應。 一般情況下，氯化銀為淡黃色，暴露在光線下則變成紫色，它從工件或硬幣的表面稍微突出。 古銀中銅的沉澱可用於製造人工製品，因為銅常是銀合金的組成部分。銀金屬受強氧化劑如高錳酸鉀，其在過量氰化物離子存在下可溶於水。氰化銀溶液用於銀的電鍍。銀的常見氧化態 通常經過銀或一氟化銀與最強的已知氧化劑二氟化氪反應而獲得。特點.經濟用途.已知最早的硬幣是在公元前600年左右在小亞細亞的利底亞以及西班牙的比賽塔等。用於製造錢幣的銀量相對用於其他目的的銀量隨時間波動很大， 例如：在戰時，人們往往將更多的銀用於製造錢幣來為戰爭提供資金。如今，銀的ISO程式碼為ISO 4217 XAG，是四種貴金屬中的一種。銀幣由鑄棒或鑄錠製成，壓製成正確的厚度，進行熱處理，然後切割取出粗坯。 再將這些粗坯在壓模機中研磨和鑄造； 現代壓鑄機每小時可生產8000銀幣。價值.2018年7月，白銀的價值約為每公斤495美元，約合每盎司15.5美元。但截至2020年8月6日臺北時間17:20，倫敦LBMA金銀市場的白銀現貨價格為每盎司27.7美元 。白銀價格通常以金衡盎司為單位計算。1金衡盎司等於31.1034克。2015年，中國恢復了公制，目前銀和金的價格是以克為單位。倫敦白銀價格每天在倫敦時間的中午發布一次。該價格由幾家主要的國際銀行共同制定，倫敦金銀市場成員使用當天價格進行交易。價格通常以美元顯示。名稱銀拉丁原名為"argentum"，是其化學符號的因為銀的活躍性低，其元素型態易得以發現亦易提取，故此在古時的中國和西方分別已認定為五金和煉金術七金之二，僅於金之後一名。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，又為金和日之後一名。「銀」這個詞出現在盎格魯撒克遜人的各種單字中，例如：seolfor和siolfor。 從德語中可以看到類似的字眼而且它們可能有共同的起源，雖然這是尚未確定的，一些學者猜測以阿卡德語中 sarpu:"精煉 銀" 作為這些單字的起源，與sarapu這個詞相關(意指改善或冶煉)。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，這在失去光澤的銀幣或其他物品上很常見。當銀製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向硝酸銀溶液中加入氯離子會沉澱出氯化銀，因而常用於重量分析。向硝酸銀溶液加入鹼，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)。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，還有乙炔銀(Ag2C2)，由硝酸銀或銀氨溶液與乙炔(C2H2)反應得到。鹵化銀晶體曝光後形成的經還原劑，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，曝光的鹵化銀給還原成金屬銀。硝酸銀的鹼性溶液可給還原糖，如葡萄糖等還原為金屬銀，這個反應用於製造銀鏡，以及玻璃的內表面。鹵化銀可溶於硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液，因此硫代硫酸鈉可作為，去除顯影后感光乳劑上多餘的鹵化銀。在溴化鉀(KBr)的存在下，金屬銀可給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，既可以給硫代硫酸鈉去除，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。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。腓尼基人曾經用銀瓶子來盛放水、酒和醋，以此防止這些液體變壞。20世紀初期，人們也曾把銀幣放在牛奶，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，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。凝膠以及繃帶大量使用銀。銀的抗菌性銀離子。由於銀離子可以和一些微生物用於呼吸的物質形成強烈的結合鍵，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，但會影響外觀。