Kemija srebra je manj raziskano področje anorganske kemije in fizike. Spojine srebra in fluora so zaradi svoje nenavadne zgradbe zanimive za raziskovanje različnih kvantnih pojavov, kot je superprevodnost. Slovenski raziskovalni skupini z Instituta Jožef Stefan je uspelo z novo tehniko mehanokemije prvič sintetizirati spojini srebra in fluora, pri katerih srebro nastopa v dveh oksidacijskih stanjih naenkrat. Svojo študijo so objavili v vplivni reviji Journal of the American Chemical Society.

Kationi z neobičajnimi oksidacijskimi stanji so zanimivi za raziskovanje kvantnih pojavov, kot sta eksotični magnetizem ali superprevodnost. Srebro največkrat najdemo v oksidacijskem stanju ena plus. Spojine srebra, v katerih to nastopa v oksidacijskem stanju dva plus, so v kemiji slabo raziskane, predvsem zaradi nestabilnosti srebrovega dva plus kationa. V študiji so znanstvenice in znanstveniki dokazali, da lahko z enostavnim mehanskim mletjem sintetizirajo dve novi spojini, trisrebrov tetrafluorid in disrebrov trifluorid, ki ju sestavljajo tako srebrovi ena plus kot srebrovi dva plus kationi.

Raziskovalna skupina je za izhodni spojini izbrala srebrov fluorid in srebrov difluorid. Pri sintezi so uporabili novejši, mehanokemijski način sinteze, ki ne uporablja zelo jedke fluorovodikove kisline. Spojini so nato zmešali v različnih razmerjih in ju mleli v krogličnem mlinu. Za primerjavo so sintezo poskusili tudi z uveljavljeno metodo žganja pri 300 stopinjah Celzija. Po sintezi so dobljene spojine analizirali s sinhrotronsko rentgensko difrakcijo, ramansko spektroskopijo in nevtronsko difrakcijo.

Pri sobnih pogojih so najprej sintetizirali trisrebrov tetrafluorid. Vsebuje tri srebrove katione z mešanim oksidacijskim stanjem – dva kationa z nabojem ena plus in enega z nabojem dva plus. Spojina je vsebovala manj nečistoč, ko so jo sintetizirali z mletjem, kot pri sintezi z žganjem. Po določitvi strukture so ugotovili, da se osnovni gradniki med seboj povezujejo v verigo. Z merjenjem magnetnih lastnosti so dokazali zanimive prehode med paramagnetnimi, antiferomagnetnimi in feromagnetnimi lastnostmi. 

Drugo spojino, disrebrov trifluorid, so sintetizirali podobno kot prvo, vendar so zaradi nestabilnosti spojine morali kroglični mlin hladiti s tekočim dušikom. Spojina vsebuje dva srebrova atoma, enega v oksidacijskem stanju dva in drugega v stanju ena. Posebnost spojine je v antiferomagnetnih lastnostih tudi pri sobni temperaturi.

Študija je prvi eksperimentalni dokaz obstoja srebrovih dva plus spojin. Mehanokemijski pristop k sintezi je omogočil odkritje novih srebrovih spojin z neobičajnim oksidacijskim stanjem. Avtorji in avtorice še dodajajo, da dognanja omogočajo razširitev srebrove kemije za iskanje srebrovih analogov bakrovih superprevodnikov.

Nad srebrovimi dva spojinami je navdušen Luka.

Vir: Belak Vivod, M., Jagličić, Z., King, G., Hansen, T. C., Lozinšek, M., & Dragomir, M. (2024). Mechanochemical Synthesis and Magnetic Properties of the Mixed-Valent Binary Silver(I,II) Fluorides, AgI2AgIIF4 and AgIAgIIF3. Journal of the American Chemical Society.https://doi.org/10.1021/jacs.4c11772