A prata é un elemento químico de número atómico 47 situado no grupo 11 da táboa periódica dos elementos. O seu símbolo é Ag (do latín argentum 'prata', derivado do protoindoeuropeo h₂erǵ 'brillante, branco'). É un metal de transición brando, branco e brillante que presenta a condutividade eléctrica, a condutividade térmica e a reflectividade máis elevadas de todos os metais. Este metal atópase na codia terrestre en forma elemental pura e libre ("prata nativa"), como aliaxe con ouro e outros metais, e en minerais como a arxentita e a clorarxirita. A maior parte da prata prodúcese como subproduto da refinación do cobre, ouro, chumbo e cinc.
Desde hai moito tempo, a prata considérase un metal precioso. O metal prateado utilízase en moitas moedas de inversión, ás veces xunto co ouro.: Aínda que é máis abundante que o ouro, é moito menos abundante como metal nativo. A súa pureza adoita medirse en por mil; unha aliaxe cun 94% de pureza descríbese como "0,940 fina". Como un dos sete metais da antigüidade, a prata desempeñou un papel perdurable na maioría das culturas humanas.
Ademais de en moeda e como medio de investimento (moedas e lingotes), a prata utilízase en paneis solares, filtración de auga, xoias, adornos, vaixelas e utensilios de gran valor (de aí o termo "cubertos"), en contactos e condutores eléctricos, en espellos especializados, revestimentos de xanelas, na catálise de reaccións químicas, como colorante en vidreiras e en repostería especializada. Os seus compostos utilízanse en películas fotográficas e de raios X. As solucións diluídas de nitrato de prata e outros compostos de prata utilízanse como desinfectantes e microbiocidas (efecto oligodinámico), e engádense a vendaxes, apósitos, catéteres e outros instrumentos médicos.
Etimoloxía O seu nome é unha evolución do termo latino platus que significaba orixinariamente plano e posteriormente lámina metálica.
O nome do símbolo provén do latín argentum e do grego ἄργυρος, nomes do metal nesas linguas (derivados dunha raíz indo-europea que significa brillante). Características miniatura|esquerda|upright|A prata é extremadamente dúctil e pode estirarse ata formar un arame dun átomo de ancho. A prata é similar nas súas propiedades físicas e químicas aos seus dous veciños verticais no grupo 11 da táboa periódica: o cobre e o ouro. Os seus 47 electróns están dispostos na configuración [Kr]4d105s1, semellante a do cobre ([Ar]3d104s1) e a do ouro ([Xe]4f145d106s1); O grupo 11 é un dos poucos grupos do bloque d que ten un conxunto completamente consistente de configuracións electrónicas. Esta configuración electrónica distintiva, cun só electrón na capa electrónica s de maior ocupación sobre unha capa electrónica d subchea, explica moitas das propiedades singulares da prata metálica.
A prata é un metal de transición relativamente brando e extremadamente dúctil e maleable, aínda que é lixeiramente menos maleable que o ouro. A prata cristaliza nunha rede cúbica centrada na cara con número de coordinación 12, onde só o único electrón 5s está deslocalizado, de forma similar ao cobre e ao ouro.Greenwood and Earnshaw, p. 1178 A diferenza dos metais con capa electrónica d incompletas, as ligazóns metálicas da prata carecen de carácter covalente e son relativamente débiles. Esta observación explica a baixa dureza e alta ductilidade dos monocristais de prata.
A prata ten un lustre metálico, branco e brillante que se pode puír, e que é tan característico que o propio nome do metal converteuse no nome da cor prata.Greenwood and Earnshaw, p. 1177 A prata puída ten maior reflectividade óptica que o aluminio en todas as lonxitudes de onda superiores a ~450 nm. 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.
Os elementos do grupo 11 teñen en común unha condutividade eléctrica e térmica moi elevada, porque o seu único electrón s está libre e non interactúa coa subcapa electrónica d subchea, xa que tales interaccións (que se producen nos metais de transición precedentes) reducen a mobilidade dos electróns.Russell AM & Lee KL 2005, Structure-property relations in nonferrous metals , Wiley-Interscience, New York, . p. 302. A condutividade térmica da prata atópase entre as máis altas de todos os materiais, aínda que a condutividade térmica do carbono (no diamante alótropo) e do helio-4 superfluido son superiores. A condutividade eléctrica da prata é a máis alta de todos os metais, maior mesmo que a do cobre. A prata tamén ten a resistencia de contacto máis baixa de todos os metais. A prata de cando en cando utilízase pola súa condutividade eléctrica, debido ao seu alto custo, aínda que unha excepción é en enxeñería de radiofrecuencia, particularmente en VHF e frecuencias máis altas, onde o recubrimento de prata mellora a condutividade eléctrica debido a que esas correntes tenden a fluír na superficie dos condutores no canto de ir a través do interior. Durante a segunda guerra mundial en EEUU utilizáronse 13540 toneladas de prata para os electroimáns dos calutróns para enriquecer uranio, principalmente pola escaseza de cobre en tempos de guerra.
A prata forma facilmente aliaxes co cobre, co ouro e co cinc. 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) e hexagonal (1,75). Isótopos A prata natural componse de dúas isótopos estables 107Ag e 109Ag, sendo o primeiro lixeiramente máis abundante (51,839%) que o segundo. Esta abundancia case igual é pouco frecuente na táboa periódica. O peso atómico é 107,8682(2) u; este valor é moi importante debido á importancia dos compostos de prata, en particular os haluros, na análise gravimétrica. Ambos os isótopos de prata prodúcense nas estrelas mediante o proceso s (captura lenta de neutróns), así como nas supernovas mediante o proceso r (captura rápida de neutróns).
Caracterizáronse vinte e oito radioisótopos dos cales os máis estables son a 105Ag, 111Ag e 112Ag, con períodos 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 numerosos estados metaestables entre os cales os máis estables son 108mAg (418 anos), 110mAg (249,79 días) e 107mAg (8,28 días).
Os isótopos da prata teñen pesos atómicos que varían entre as 93,943 uma da 94Ag e as 123,929 uma da 124Ag. O modo de desintegración principal dos isótopos máis lixeiros que o estable máis abundante é a captura electrónica resultando isótopos de paladio, mentres que os isótopos máis pesados que o estable máis abundante desintegranse sobre todo mediante emisión beta dando lugar a isótopos de cadmio.
O isótopo 107Pd desintegrase mediante emisión beta producindo 107Ag e cun período de semidesintegración de 6,5 millóns de anos. Os meteoritos férreos son os únicos obxectos coñecidos cunha razón Pd/Ag suficientemente alta para producir variacións medibles na abundancia natural do isótopo 107Ag. O 107Ag radioxenética descubriuse no meteorito de Santa Clara (Estado de Durango) en 1978. As correlacións 107Pd–107Ag observadas en corpos claramente fundidos desde a acreción do sistema solar deben reflectir a presenza de nucleidos inestables no sistema solar primitivo. Quimíca + Estados de oxidación e estereoquímica da prata Estado deoxidación número decoordinación Estereoquímica Representantecomposto 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 capa 4d subchea non é moi eficaz á hora de protexer as forzas electrostáticas de atracción desde o núcleo ata o electrón 5s máis externo, polo que a prata atópase preto do fondo da serie electroquímica (E0(Ag+/Ag) = +0.799 V). No grupo 11, a prata ten a primeira enerxía de ionización máis baixa (o que demostra a inestabilidade do orbital 5s), pero ten as enerxías de ionización segunda e terceira máis altas que o cobre e o ouro (o que demostra a estabilidade dos orbitais 4d), 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 orbitais d énchense e se estabilizan.Greenwood and Earnshaw, p. 1180 A diferenza do cobre, para o que a maior enerxía 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 estable d 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.
A maioría dos compostos de prata teñen un importante carácter covalente debido ao pequeno tamaño e á elevada enerxía de primeira ionización (730,8 kJ/mol) da prata. Ademais, a electronegatividade de Pauling da prata, de 1,93, é superior á do chumbo (1,87), e a súa afinidade electrónica de 125.6 kJ/mol é moito maior que a do hidróxeno (72,8 kJ/mol) e non moito menor que a do osíxeno (141,0 kJ/mol).Greenwood y Earnshaw, p. 11761176 Debido á súa subcáscara d completa, a prata no seu estado de oxidación principal +1 presenta relativamente poucas propiedades dos metais de transición propios dos grupos 4 a 10, formando compostos organometálicos bastante inestables, formando complexos lineais que mostran números de coordinación moi baixos como o 2, e formando un óxido anfótero Lidin RA 1996, Inorganic substances handbook, Begell House, New York, . p. 5 así como fases de Zintl o igual que os metais post-transiciónGoodwin 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', in Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data, W Martienssen & H Warlimont (eds), Springer, Berlin, pp. 329–406, . p. 341 A diferenza dos metais de transición anteriores, o estado de oxidación +1 da prata é estable mesmo en ausencia de retrodonación π.
A prata non reacciona co aire, nin sequera a lume vivo, polo que os alquimistas considerábana un metal nobre, xunto co ouro. A súa reactividade é intermedia entre a do cobre (que forma óxido de cobre(I) cando se quenta a lume vivo) e a do ouro. Do mesmo xeito que o cobre, a prata reacciona co xofre e os seus compostos; na súa presenza, a prata embázase no aire para formar o sulfuro de prata negro (o cobre forma en cambio o sulfato verde, mentres que o ouro non reacciona). A diferenza do cobre, a prata non reacciona cos halóxenos, a excepción do flúor gasoso, co que forma o difluoruro. Aínda que a prata non é atacada polos ácidos non oxidantes, o metal disólvese facilmente en ácido sulfúrico concentrado quente, así como en ácido nítrico diluído ou concentrado. En presenza de aire, e especialmente en presenza de peróxido de hidróxeno, a prata disólvese facilmente en solucións acuosas de cianuro.Greenwood e Earnshaw, p. 1179