元素47

**銀**（拼音：yín，注音：丨ㄣˊ；英語：**Silver**），俗稱**白銀**，是一種化學元素，其化學符號為 **Ag**（源於拉丁語：argentum；其來源於原始印歐語 _h₂erǵ_，意為「閃亮」或「白色」），原子序數為 47，原子量為 107.8682 u。銀是柔軟且帶有白色光澤的過渡金屬，在所有金屬中，擁有最高的導電率、導熱率和反射率。銀在自然界中的存在方式有高純度的元素形式（自然銀），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，銀一直被視為貴金屬。銀金屬被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％純度的合金被描述為「0.940 fine」（英文表示）。作為古代常用七種金屬之一，銀在人類文化中已經使用相當久的歷史。除了貨幣和投資媒介（硬幣和金條），銀用於太陽能電池、水過濾、珠寶、裝飾品、高價值餐具和器具（因此稱為銀器）、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（微動力效應），添加到繃帶和傷口敷料、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℃，導電性能佳，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（[Ar] 3d104s 1）和金（[Xe] 4f145d106s1）；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（約 385 kJ /mol），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（在先前的過渡金屬中發生）降低了電子遷移。銀的導電性是所有金屬中最大的，甚至比銅還要大，但由於成本較高，因此不能廣泛用於該性能。射頻工程是一個例外，特別是在 VHF 和更高的頻率，其中鍍銀改善了導電性，因為這些電流傾向在導體表面而不是通過內部流動。在美國的第二次世界大戰期間，13540 噸銀用於電磁鐵富集鈾，主要是因為銅的戰時短缺。純銀具有最高的任何金屬導熱係數，儘管碳（金剛石同素異形體）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－銀合金可以被認為是銀中鋅的面心立方固體溶液，因為銀的結構不變，而隨著添加更多的鋅，電子濃度升高。增加電子濃度進一步形成體心立方（電子濃度 1.5），複雜立方（1.615）和六方密堆積相（1.75）。

### 物理性質

銀是 11 族元素，延展性好（僅次於金），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。但射頻工程是個例外，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（金剛石）和超流體氦 - 4。

### 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 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。

銀不容易被氧化，特徵氧化數為 + 1，不如銅活潑：在常溫和加熱環境中，銅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（Ag2S）。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（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 —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 → 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（溴是另一個例子）。銀的原子量是 107.8682 (2) 克 / 摩爾。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。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，生成鈀（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，生成鎘（48 號元素）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 外殼不能很好地屏蔽從核到最外面的 5s 電子的靜電引力，因此銀靠近電位序的底部（_E_0(Ag+/Ag)= +0.799 V）。在第 11 族中，銀具有最低的第一游離能（顯示 5s 軌道的不穩定性），但具有比銅和金更高的第二和第三電離能（顯示 4d 軌域的穩定性），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，銀這種效應被其較大的第二游離能量所掩蓋。 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游離能（730.8 kJ/mol），大多數銀化合物具有顯著的共價性。此外，銀的鮑林電負性為 1.93，高於鉛（1.87），其電子親和力為 125.6 kJ/mol 遠遠高於氫（72.8 kJ/mol），並且比氧的 電子親和力低一些。（141.0 kJ/mol）。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，因此和金被煉金術士視為貴金屬。 其反應性介於銅（在空氣中加熱到紅熱時形成氧化銅（I））和金之間。 與銅一樣，銀與硫及銀的化合物發生反應，在它們存在的情況下，銀在空氣中失去光澤而形成黑色硫化銀（銅形成綠色硫酸鹽 ，而金則不反應）。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（KMnO 
4）和重鉻酸鉀（K 
2Cr 
2O 
7）的腐蝕，並且在溴化鉀（KBr）存在下。 這些化合物用於照相漂白銀圖像，將其轉換為溴化銀，可以用硫代硫酸鹽固定或重新開發以增強原始圖像。銀形成氰化物配位化合物（氰化銀），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 （按共性順序）：+1（最穩定的狀態；例如，硝酸銀，AgNO3）；+2（高度氧化；例如，二氟化銀，AgF2）；甚至是很少見的 + 3（極端氧化；例如，四氟合銀 (III) 酸鉀，KAgF4）。+1 狀態是迄今最常見的狀態，其次是易於還原的 + 2 狀態。+3 狀態需要非常強的氧化劑，例如氟或過二硫酸鹽 ，而且有一些銀（III）化合物與大氣水分和反應並腐蝕玻璃。實際上，氟化銀（III）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

* 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 在常溫常壓下是所有金屬 (不包含合金) 中最高
* 不易受化學藥品腐蝕（但仍然能被硫、硒、硫化物、硝酸、氫碘酸、氯氣等腐蝕）
* 質軟
* 富有延展性
* 反射率高 (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。)

## 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 8~12 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。
* 加入鎳、銅以增加硬度。
* 在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% 銀加入 7.5％的銅，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使無毒亦會有反應，驗毒功效並非百分之百。

## 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（Lydia) 王國鑄造的；利底亞的硬幣是琥珀金（Electrum）製成的，這是一種天然存在的金和銀的合金，可在利底亞境內使用。從那時一直到 20 世紀，白銀皆為貨幣之基準且散佈世界各地，其中以白銀的固定重量作為標準經濟單位。幾個世紀以來著名的銀幣包括古希臘的德拉克馬、古羅馬的第納里烏斯、伊斯蘭的迪拉姆、來自古印度喀爾巴那自莫臥兒帝國時代起的盧比（由銅和金幣組成）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 代碼為 ISO 4217 XAG，是四種貴金屬中的一種（其他為鈀、鉑和金）。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 日台北時間 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（USD）、英鎊（GBP）和歐元（EUR）顯示。

## 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**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（古高地德語 silabar 和 silbir）。 化學符號 Ag 來自拉丁語中的銀 argentum（古希臘語ἄργυρος），意為「白色」或「 閃亮的」，這是金屬的原始印歐語詞彙，無法在德語、巴爾托語和 斯拉夫語中找到此詞義。 巴爾托・斯拉夫語對白銀的說法與日耳曼語非常類似（例如俄語 серебро及波蘭語 srebro，立陶宛語 sidabras）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（HNO 
3），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及退火後留下的氧化銅火痕。銀易與硫以及硫化氫（H 
2S）反應生成黑色的硫化銀（Ag 
2S），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

向硝酸銀溶液中加入氯離子會沉澱出氯化銀（AgCl），同樣地，加入溴鹽或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 值和測量電位的玻璃電極，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。

向硝酸銀溶液加入鹼，沉澱得到氧化銀 (Ag 
2O)。氧化銀用作紐扣電池的正極。向硝酸銀溶液加入碳酸鈉 (Na 
2CO 
3)，沉澱得碳酸銀 (Ag 
2CO 
3)。

　
: 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 (C 
2H 
5OH) 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 (AgN 
3)，由硝酸銀與疊氮化鈉 (NaN 
3) 反應得到，還有乙炔銀 (Ag 
2C 
2)，由硝酸銀或銀氨溶液與乙炔 (C 
2H 
2) 反應得到。

鹵化銀晶體曝光後形成的潛像經還原劑，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鏡，以及玻璃聖誕飾品的內表面。鹵化銀可溶於硫代硫酸鈉 (Na 
2S 
2O 
3) 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。

在溴化鉀 (KBr) 的存在下，金屬銀可被強氧化劑如高錳酸鉀 (KMnO 
4) 或重鉻酸鉀 (K 
2Cr 
2O 
7) 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。

### 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（比如一些含有氧、硫、氮元素的分子）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，但會影響外觀。

## 參見

* 銀子
* 奈米銀

## 參考資料

## 延伸閱讀

[編]

　
: 《欽定古今圖書集成・經濟彙編・食貨典・銀部》，出自陳夢雷《古今圖書集成》

## 外部連結

* 元素銀在洛斯阿拉莫斯國家實驗室的介紹（英文）
* EnvironmentalChemistry.com —— 銀（英文）
* 元素銀在 _The Periodic Table of Videos_（諾丁漢大學）的介紹（英文）
* 元素銀在 Peter van der Krogt elements site 的介紹（英文）
* WebElements.com – 銀（英文）