银(Silver, Argentum)的原子序数是47,原子量为107.8682,在 元素周期表 第五周期IB族,属于 过渡金属元素 。银广泛分布于自然界,存在形式有 自然银 单质 、 银化合物 矿,以及存在于其他 有色金属 矿中的伴生元素 。
天然银由两种稳定 同位素 ¹º⁷Ag(51.839%)和¹º⁹ Ag(48.161%)组成 。银是 史前人类 已知的七种古代金属之一,是第一种原始形式的货币 。
纯银 为白色金属,有光泽,是 立方晶系 晶体 。银的熔 沸点 较高,银比金略硬, 延展性 和柔韧性是除金外所有金属中最好的。纯银具有最高的导电性、导热性和最低的接触 电阻 。银可以与多种金属如铝、铜、金、锌、镉等形成各种用途的合金 。银 化学性质 较为稳定,在空气中不与氧化合,但银对硫及 硫化物 (H₂S)极为敏感,银器暴露在含有这些物质的空气中会生成一层Ag₂S的黑色薄膜,失去银白色光泽。银可以和 卤族元素 缓慢发生反应,银不能与 稀盐酸 或 硫酸 作用放出 氢气 ,可溶于 硝酸 或热的 浓硫酸 。银可作为装饰品及工艺品、原始货币,在医疗、材料学、化工等领域具有重要作用 。
历史
银的名称来源于盎格鲁撒克逊语“siolfur”,符号Ag的起源来自 拉丁语 “argentum” 。银是 史前人类 已知的七种古代金属之一,铜、银和金在自然界中以金属元素 单质 形式存在,是第一种原始形式的货币 。
银最早可能在公元前5000年左右被发现,当时史前人类挖掘了第一批 铜矿 ,银通常与铜 矿脉 一同出现。到公元前3000年,安纳托利亚(Anatolia)开始使用金属作为通用的 交换媒介 ,由此对 银矿 进行了大规模的开采 。 小亚细亚半岛 和 爱琴海 岛屿上的矿渣表明,人类早在公元前3000年就学会了区分银和铅 。公元前3400年, 埃及人 已使用银制品,《圣经》中曾多次提到银。 中国 古代的 银金矿 就是 银金合金 (内含银、金、汞、铜、铂),在 春秋 时期(前8~前5世纪)已有“ 错金银 ”工艺 。公元前1200年, 古雅典 在附近发现劳里厄姆(Laurium)银矿,通过开采银矿,古雅典获得了大量财富用以支持陆军和海军,从 波斯人 手中赢得了对 爱琴海 的控制权 。到公元前1100年,出口白银的 腓尼基 (Phoenician)定居点一直处于 迦太基 (Carthage)的控制之下,此前 伊比利亚人 提取白银的已有约3000年的历史。公元前200年左右, 腓尼基 被 罗马共和国 征服, 西班牙 成为 罗马帝国 白银的主要供应国。几个世纪以来, 西班牙 的白银为 地中海 的经济提供了动力。西班牙的白银为罗马帝国的扩张提供了资金,在生产高峰期每年供应多达200吨白银。1545年,西班牙在 拉丁美洲 发现大量银矿床。1859年, 美国 第一个大型 银矿 内华达州 (Nevada)Comstock 矿脉 被发现,由此产生的白银热可与十年前的 加利福尼亚州 ( California ) 淘金热 相媲美 。
分布情况
银广泛分布于自然界,在 地壳 中含量约为1×10⁻⁵%,在海水中含量约为1×10⁻⁶%。银的存在形式有 自然银 、 银化合物 矿,以及存在于其他 有色金属 矿中的伴生元素。银矿产资源基本分为两种类型:(1)伴生矿,主要与 、铜、 、铅、金和其他金属伴生,银作为副产物;如: 铅锌矿 床、 硫化铜 矿床、银钴矿床、银锑矿床等;(2) 银矿 ,以银为主要金属产物。目前资源以前者为主 。已知的 银矿 石约有60种,具有 经济意义 的主要有 辉银矿 (Ag₂S)、 角银矿 ( AgCl )、 淡红银矿 (Ag₃AsS₃)、 硫锑铜银矿 (Ag₁₆Sb₂S₁₁)、浓红银矿(Ag₃SbS₃)、脆银矿(Ag₅SbS₄)、银 黝铜矿 及 碲化物 矿 。天然银中有两种稳定 同位素 ,为银-107和银-109,还有56种 放射性同位素 和异构体。世界银资源主要分布在 墨西哥 、 秘鲁 、 波兰 、 智利 、 澳大利亚 和中国 。 中国 银矿 资源丰富,白银资源分布广泛, 探明储量 相对集中。在已探明的 银矿 储量中,大矿少,小矿多; 富矿 少, 贫矿 多;单一银矿少,伴(共)生矿多,开发利用难度较大 。
a估计。
b包括可从基本金属矿石中获得的银。
c由于四舍五入的原因,各小项加起来不等于总数。
资料来源:U.S. Department of the Interior, Mineral Commodity Summaries 2017.( 美国内政部 ,《2017年矿产商品摘要》)
表格信息来源于
主要性质
物理性质
银在自然界中以自生式共生状态(如在脆 银矿 、 辉银矿 、 淡红银矿 、 深红银矿 和角银矿中)存在 。纯银是一种具有金属光泽的白色金属,其晶体结构为面心立方。纯银在室温下的密度约为10.5克/立方厘米(或10490千克/立方米)。银的熔 沸点 较高 ,银比金略硬,延展性和柔韧性是除金外所有金属中最好的。纯银具有最高的导电性、导热性和最低的接触电阻,银有很强的反光能力,对 可见光 的反射能力是所有金属中最强的,对长波红外线的反射能力仅次于金,经抛光后,能反射95%的可见光。银在汞和低 熔点 的金属如钠、钾及它们的 混合物 中能很好地溶解。银可以与多种金属如铝、铜、金、锌、镉等形成各种用途的合金 。
化学性质
银原子的电子组态为[Kr]4d¹º5s¹,由于最外层s电子和次外层d电子的能量相差不大,可以失去电子形成+1、+2、+3三种氧化态(其中+1价最为常见)。
银较为稳定,在空气中不与氧化合,但银对硫及 硫化物 (H₂S)极为敏感,银器暴露在含有这些物质的空气中会生成一层Ag₂S的黑色薄膜,失去银白色光泽。在酸性条件或碱性条件下,银在水中的电极 电势 都大于氢的电极电位,所以银在水中稳定,不与水发生反应析出 氢气 。银可以和 卤族元素 缓慢发生反应,银不能与 稀盐酸 或 硫酸 作用放出氢气,可溶于 硝酸 或热的浓硫酸 。
化学反应
与氧气反应
银在常温下不易被空气氧化,但加热至200℃时即有 氧化银 (Ag₂O)薄膜产生,至400℃分解 。
银金属在正常条件下的清洁空气中稳定,但当空气中含有H₂S,银器很容易与 氧气 发生反应变为黑色 ,这就是银器年久变黑的原因 。
与酸反应
溶于氧化性酸
银易溶于 硝酸 生产AgNO₃,也易溶于热的 浓硫酸 生产Ag₂SO₄ ,但不溶于冷的 硫酸 ,在热的稀硫酸中微溶。
生成难溶物或配合物
因为 碘化物 能与银离子形成 溶度积 很小的 AgI ,从而使得溶液中的银离子浓度很低,将Ag⁺的还原 电势 降低到了0以下,所以银可以与HI反应生成 碘化银 和 氢气 。
与FeCl₃反应
Ag可以与氧化性物质Fe³⁺发生 氧化还原反应 生成Ag⁺ :
与硫反应
银对硫及其化合物很敏感,易形成黑色的Ag₂S,从而使银器失去光泽 。
与CN⁻反应
银 单质 与CN⁻的反应常被用来提取 矿石 中的银,反应后生成银的 配位化合物 可溶解于溶液中,便于银元素的富集。
重要化合物
氧化数 为+1的银盐中只有AgNO₃、 AgF 和AgClO₄等少数几种盐溶于水,其他难溶于水。Ag⁺形成配合物的倾向很大,把难溶盐转化成配合物是溶解难溶盐的重要方法。银的化合物热稳定性差,见光、受热易分解,银盐的颜色变化与离子 极化 有关 。
氧化银
在AgNO₃溶液中加入 氢氧化钠 溶液,首先析出白色 AgOH 沉淀,常温下AgOH极不稳定,立即脱水生成暗 棕色 Ag₂O沉淀。如果用溶于90% 乙醇 的AgNO₃溶液,在低于 228 K 下和 氢氧化钾 反应,可得到白色AgOH沉淀。
Ag₂O微溶于水,Ag₂O具有氧化性,能将CO氧化成 CO₂ 或将 H₂O ₂氧化成O₂ :
硝酸银
硝酸银 还能与许多 有机化合物 发生 氧化还原反应 ,例如皮肤或布与硝酸银接触后都会变黑。10%的 硝酸银溶液 在医药上可用作 化学消毒剂 和腐蚀剂。大量的硝酸银用于制造照相底片上的 卤化银 ,它也是重要的分析试剂 。
卤化银
AgCl、 AgBr 和 AgI 都不溶于 稀硝酸 。AgCl、 AgBr 、Agl都具有 感光性 ,可做感光材料,常用于照相术 。
表:四种卤化银的基本性质
表格来源:引用资料
配合物
Ag⁺与N给体、P给体和S给体 配位 形成种类繁多的 配位化合物 ,如[AgCl₂]⁻、[Ag( NH₃ )₂]⁺、[Ag(CN)₂]⁻、[Ag(S₂ O₃ )₂]³⁻等 。
银 配离子 广泛应用于照相技术和 电镀 工业中。例如, 热水瓶 胆上的 镀银 就是利用[Ag( NH₃ )₂]⁺与 甲醛 或 葡萄糖 的反应:
这个反应叫 银镜反应 ,也可利用此反应鉴定醛(R-CHO) 。
有机银化合物
硝酸银 与四 烷基 铅化合物在 甲醇 或 乙醇 中在低温下反应可生成 基银化合物AgR :
将 氟化银 加到 全氟 丙烯 上得到的全 异丙基 银, 硝酸银 与四烯基铅反应可制备 烯烃 银化合物。 硝酸 固体银与二芳基锌化合物的醚溶液反应,几乎可以定量地生成相应的芳基银化合物。硝酸银或 高氯酸银 在氨存在下可以与水、 甲醇 或乙醇反应生成$$\rm AgC\equiv CR$$型炔基银化合物, 硼酸 与 硝酸银 反应可以制备热稳定的 环戊二烯 金属 配合物 有机银 衍生物 。
同位素
天然存在的银(₄₇Ag)由两种稳定同位素¹º⁷Ag和¹º⁹Ag组成,比例几乎 相等 ,其中¹º⁷Ag的 丰度 略高(51.839%自然丰度)。银有一百多种人工合成的 放射性同位素 ,目前已经对28种人工合成的银放射性同位素进行了 表征 ,其中最稳定的是¹º⁵Ag, 半衰期 为41.29天,¹¹¹Ag半衰期为7.45天,以及¹¹²Ag的半衰期为3.13小时 。
备注:mAg:激发核异构体,核异构体是具有相同 质量数 A和 原子数 Z的原子,但是在 原子核 中具有不同的激发状态;IT:异构体转变
表格来源于资料
制备方法
银多与铜、铅、锌等重金属 硫化 矿共生。主要的提银方法是通过选矿使银富集于重金属 硫化物 精矿中,在 冶炼 这些重金属过程中提取;与金共生的银,在金的 氰化 过程中回收。粗颗粒的 自然银 和银- 金矿 采用 混汞法 或重选-混汞法处理。 辉银矿 和 角银矿 可用重选法富集,也可直接 化 。
矿物提取过程
在选矿前需要进行矿物原料 准备作业 ,如粉碎(包括破碎和磨碎)、筛分和分级,有时还包括洗矿 。将矿山采出的粒度较大的矿块碎裂至粒度较小后,矿物原料经粉碎作业后进入选别作业,使有用矿物和脉石分离,或使各种有用矿物彼此分离 ,主要方法包括:①重选法。利用矿物原料在介质(主要是水)流中颗粒比重的不同进行选别;②浮选法。利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性( 疏水性 或 亲水性 )的差异进行选别;③ 混汞法 。利用银与汞形成 汞齐 的特点,使银同其他金属矿物和脉石分离,所得汞膏经加热 蒸馏 除汞后得到银 ;④ 氰化物 法。此方法是近代从 矿石 中提取银最有效、最常用的方法,包括氰化浸出、锌置换和 银泥 熔炼等工序 。从 软锰矿 中提取银,须先进行还原焙烧,使高价锰的 氧化物 还原为MnO,然后再氰化,以减少氰化剂的消耗 。具体反应式如下:
然后用锌或铝把银还原出来:
再把金属银熔铸成粗银块,供电解法制成 纯银 。
阳极泥提取银过程
从阳极泥中提取银,是现代生产银的重要手段。熔炼含银 硫化铜 、 铅精矿 的过程中,银富集于铜、铅 电解 精炼的 阳极 泥中。银和金在铜、铅 阳极 泥 中呈 单质 状态,或同 、 、氯形成化合物(Au₂Se,Ag₂Se,Au₂Te,Ag₂Te,AgCl) 。大部分银都是在生产 有色金属 (如铜、铅等)时作为 副产品 而产生的。例如在生产铜的过程中的阳极泥经处理除去大部分杂质金属,最后在 硝酸盐 中进行电解,可得到纯度高于99.9%的银 。以铜阳极泥提银为例,其具体步骤如下 :
(1)硫酸化焙烧:将含水的铜阳极泥与工业用 浓硫酸 混合送入外加热回转窑进行焙烧,使 阳极泥 中的铜转化为 硫酸盐 。
(2)水浸脱铜:硫酸化焙烧后的铜 阳极 泥中,大部分铜和部分银转化为硫酸盐,用水浸出(见浸取)。再用金属铜置换银,铜进入溶液,银沉积成 单质 银。
(3)熔炼 金银合金 :脱铜、硒后的阳极泥配入煤粉、 石灰 ( CaO )、 碳酸钠 (Na₂CO₃)、 铁屑 等,在贵铅炉内进行还原熔炼,使金银富集于贵铅(指铅与贵金属形成的铅合金)中,其他金属大部分进入烟气或 炉渣 中。将贵铅在分银炉内进行氧化精炼,其中的杂质被氧化成不溶于金银的 氧化物 ,进入烟气或形成 炉渣 除去,产出含金、银约97~98%的合金。
(4)银 电解 精炼:将 金银合金 铸成 阳极 、用银板或 不锈钢板 作 阴极 ,在 硝酸银溶液 中进行电解。在电解过程中,银和比银 电负性 更大的金属如铜、铋、锡、铁、镍等都进入溶液。阳极中的铅部分进入溶液,部分氧化成 二氧化铅 附着于阳极表面。金和大部分铂、钯不溶而留在阳极泥中,仅少量铂、钯进入溶液,阴极析出呈树枝状的银结晶 。
应用领域
银的精细化工产品主要包括 超细银粉 、片状银粉、 硝酸银 、 氧化银 、 硫酸银 、 碘化银 等等,银在 电子 工业、 电镀 业、感光业、化工业和医药等行业发挥着重要的作用 。
装饰品及工艺品
由于银的 化学 性能稳定,光泽质地良好,易于加工,所以自古以来银就是首饰、装潢、美术工艺的理想材料。直至今天,世界各国仍有大量白银用于珠宝行业 。
货币
银是人类发现和使用最早的金属之一。中国古代和近代一直以铜和白银作为货币在社会上流通。铜银合金主要用于铸造银币,美国、 苏联 、 法国 、 意大利 、 德国 、 比利时 和 瑞士 生产含银为90%的银币、 英国 生产含银92.5%的银币,中国古代和近代的银币含银95.83% 。
当地时间2025年5月27日,美国佛州州长 罗恩·德桑蒂斯 签署一项立法,承认白银为该州的法定货币,德桑蒂斯称此举是为了保护佛罗里达人免受美元贬值的影响。这项立法建立了一个法律框架,法案规定,纯度达99.9%的银币可在佛州拥有法币地位、免除销售税、监管其保管人,并允许在交易中任意使用金银硬币(需立法机构批准实施规则)。
医疗用途
公认的银的医疗作用包括 水净化 、促进愈合的伤口 敷料 、预防和治疗感染、牙齿卫生(预防和纠正脓漏、 牙龈炎 和口臭)、眼部疾病(主要是预防 新生儿眼炎 )和其他感染性并发症 。银是次于汞的杀菌金属,19世纪中叶,人民开始用AgNO₃及胶态Ag处理伤口 。在癫痫和中枢神经系统疾病、各种消化系统疾病以及用于 关节炎 、 痔疮 、头皮屑和疣的治疗方面,银的有效性的证据尚不明确。银也被推荐用于治疗各种其他疾病,但其有效性存疑,这些疾病包括 糖尿病 、 中度肥胖 、感冒、 牛皮癣 、过敏等 。 银化合物 在药物上的应用的一个突破是开发了 磺胺嘧啶银 (AgSD)用于治疗烧伤和传染性 皮肤病 。利用Ag⁺的抗菌和杀菌特性,还能制备各种具有杀菌性能的材料,如食品包装材料及各种 消毒剂 。微粒银具有很强的杀菌作用,除医治伤口外,还在 太空船 上用作净水剂 。
化工设备
银因其低 化学 反应性、高导热性和易于加工而可用于制造化学设备。白银在工业中广泛用于制造合金及其制品,如轴承合金、焊料、 触媒 、装饰品、 奖章 、奖杯及各种生活用具。由于白银具有很好的耐碱性能,在 化学工业 中用作设备结构材料,如用于制造 氢氧化钠 的碱锅,用于制造实验室熔融 氢氧化钠 、 氢氧化钾 的银 坩埚 。
电子产品
银具有最好的导电性、导热性和光波反射性能以及良好的 化学 稳定性和 延展性 ,因此,银在航天工业(如 航天飞机 、飞船、 卫星 、火箭)、 电子 、 电器工业 中具有广泛的用途。
材料学应用
1.电接触材料:银及其合金,是目前最重要、较经济的电接触材料,适用于中等负荷和大负荷的电器中,如银-氧化镉合金,便是理想的高负荷电接触材料 。白银还用于制造电子 计算机 、电视机、电话、电冰箱、雷达等的各种 导线 和 接触器 。
2. 电阻 材料:金、银及其合金,常用作电阻材料。如银-锰(锡)合金的电阻系数适中,电阻 温度系数 低,对铜热电势小,可用作 标准电阻 。又如金-钯-铁合金中再加铝、钛、篱及钼等元素,可得到高电阻系数、低温度系数的电阻材料 。
3.测温材料:贵金属中的金、银和铂、钯、 、 组成的合金,可作测温元件。如PtRh10-AuPd40的 热电偶 ,用于航空测温仪表;Ag-Pd热电偶,在400℃以下很稳定,用作标准温度计 。
4.银也常作为焊接材料,银基合金 焊料的 熔点 低,强度高,塑性和加工性能好,在各种介质中有良好的耐蚀性以及良好的导电性。如AgMn15合金用来钎接高温工作零件,例如喷气式 发动机 的涡轮导向叶片和 燃烧室 零件等 。
电池
银及银的 氧化物 常用作电池正极的放电材料,常见的含银电池有 银-锌蓄电池 、银- 铅蓄电池 和氢-氧 燃料电池 等。银-锌蓄电池的正极使用大量的Ag₂O和Ag, 负极 使用Zn和Zn(OH)₂ 。该电池的重量轻,体积小,适合于大电流放电。银-铅蓄电池一般用在航天、火箭上作为化学电源 。在锂-铬酸银电池中用Ag₂CrO₄作为正极的 氧化剂 。在氢-氧燃料电池中正极材料用Ag₂O作为 去极化剂 和 催化剂 。
化合物应用
由银制备的 硝酸银 是最重要的 化工原料 ,除少部分直接用于 人工降雨 ﹑药用、 化学 分析及胶片冲洗等领域外,还可以加工成银的系列产品。
溴化银 感光快,成像力强,是生产感光材料的主要原料。作为感光材料, 银化合物 在印刷业的照相 制版 电影拍摄和 摄影 中应用广泛。据统计,全世界每年用于摄影、电视、电影、印刷照相制版方面的白银高达200t以上 。
其他
纯银 电镀 一般用于防腐、装饰、电工仪器、接触零件、反光器材、 化学 器皿等。银基合金电镀,用于提高镀层硬度、耐磨性、耐蚀性 。银在制镜、 热水瓶 胆领域也广泛使用,银粉可用作化验室和实验室电器设备的防腐蚀涂料 。银还可以用于制造银盐和合金,作为 催化剂 和 还原剂 等 。
安全事宜
对人体的危险性
银可通过吸入和通过食入被吸收到体内,短期接触可能对眼睛和 呼吸道 产生机械性刺激,长期或反复接触可能导致眼睛、鼻子、咽喉和皮肤(银中毒、银质沉着病)变色,变成灰蓝色,长期皮肤接触可能导致皮肤永久性变色 。
表:银的危害性及预防急救措施
表格信息来源:
物理及化学危险性
微细分散的银具有易燃和易反应性,当银以粉末或颗粒与空气混合,可能发生 粉尘爆炸 ,大块的银则稳定不易燃。银与许多其他物质如 氧化剂 发生反应形成化合物,有着火和爆炸的危险 。
环境危险性
银对 水生生物 有极高毒性,可能对水生环境造成长期影响 。按照按照 联合国 GHS标准:信号词:警告,对水生生物毒性非常大并具有长期持续影响;联合国危险性类别:9;联合国包装类别:III。