Związki binarne to substancje utworzone przez dwa różne pierwiastki chemiczne. Terminem tym określa się skład jakościowy i ilościowy związków nieorganicznych.
Binarne związki chemiczne są uważane za ważny obiekt w badaniu natury substancji. Przy ich opisie stosuje się następujące pojęcia: polaryzacja wiązania, stopień utlenienia, wartościowość. Te terminy chemiczne pozwalają zrozumieć istotę powstawania wiązania chemicznego, cechy strukturalne substancji nieorganicznych.
Rozważmy główne klasy związków binarnych, cechy ich struktury chemicznej i właściwości, niektóre obszary ich zastosowań przemysłowych.
Tlenki
Ta klasa substancji nieorganicznych występuje najczęściej w przyrodzie. Wśród znanych przedstawicieli tej grupy związków wyróżniamy:
- tlenek krzemu (piasek rzeczny);
- tlenek wodoru (woda);
- dwutlenek węgla;
- glina (tlenek glinu);
- Ruda żelaza (tlenki żelaza).
Takie związki binarne są złożonymi substancjami, które koniecznie zawierają tlen, wykazując stopień utlenienia -2.
Agregacjastan tlenków
Związki miedzi, wapnia i żelaza są krystalicznymi ciałami stałymi. Ten sam stan skupienia mają tlenki niektórych niemetali, takich jak sześciowartościowa siarka, pięciowartościowy fosfor, krzem. Ciecz w normalnych warunkach to woda. Zdecydowana większość związków tlenowych niemetali to gazy.
Cechy edukacji
W naturze powstaje wiele binarnych związków tlenu. Na przykład podczas spalania paliwa, oddychania, rozpadu materii organicznej powstaje dwutlenek węgla (tlenek węgla 4). W powietrzu jego zawartość objętościowa wynosi około 0,03 procent.
Podobne związki dwuskładnikowe są produktem aktywności wulkanu, a także integralną częścią wody mineralnej. Dwutlenek węgla nie wspomaga spalania, więc ten związek chemiczny służy do gaszenia pożarów.
Lotne związki wodoru
Takie związki binarne to ważna grupa substancji zawierających wodór. Wśród przedstawicieli o znaczeniu przemysłowym zwracamy uwagę na metan, wodę, siarkowodór, amoniak, a także halogenki wodoru.
Część lotnych związków wodoru jest obecna w wodzie glebowej, organizmach żywych, więc możemy mówić o ich roli geochemicznej i biochemicznej.
Aby uzyskać binarne związki tego typu, na pierwszym miejscu stawia się wodór, który ma wartościowość. Drugim pierwiastkiem jest niemetal o ujemnym stopniu utlenienia.
Do indeksowaniaw związku binarnym między wartościowościami określa się najmniejszą wspólną wielokrotność. Liczbę atomów każdego pierwiastka określa się dzieląc go przez wartościowość każdego pierwiastka tworzącego związek.
chlorowodorek
Rozważ wzory związków binarnych: chlorowodór i amoniak. To właśnie te substancje są ważne dla nowoczesnego przemysłu chemicznego. HCl w normalnych warunkach jest związkiem gazowym, dobrze rozpuszczalnym w wodzie. Rozpuszczanie gazowego chlorowodoru wytwarza kwas chlorowodorowy, który jest używany w wielu procesach chemicznych i łańcuchach produkcyjnych.
Ten dwuskładnikowy związek znajduje się w soku żołądkowym ludzi i zwierząt, stanowi barierę dla patogennych drobnoustrojów, które dostają się do żołądka z pożywieniem.
Wśród głównych obszarów zastosowania kwasu solnego wyróżniamy produkcję chlorków, syntezę produktów zawierających chlor, trawienie metali, czyszczenie rur z tlenków i węglanów, produkcję skór.
Amoniak o wzorze NH3 jest bezbarwnym gazem o specyficznym ostrym zapachu. Jego nieograniczona rozpuszczalność w wodzie umożliwia uzyskanie amoniaku, który jest poszukiwany w medycynie. W naturze ten dwuskładnikowy związek powstaje podczas rozpadu produktów organicznych, które zawierają azot.
Klasyfikacja tlenków
Głównym składnikiem jest dwuskładnikowy związek metalu zawierający tlen o wartościowości 1 lub 2tlenek. Na przykład ta grupa obejmuje tlenki metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych.
Tlenki niemetali, a także metali o wartościowości większej niż 4, są związkami kwasowymi.
W zależności od właściwości chemicznych przedstawiciele tej klasy dzielą się na grupy tworzące sól i nie tworzące soli.
Wśród typowych przedstawicieli drugiej grupy zwracamy uwagę na tlenek węgla (CO), tlenek azotu 1 (NO).
Tworzenie systematycznych nazw związków
Wśród zadań stawianych absolwentom przystępującym do egzaminu państwowego z chemii jest: „Sporządź wzory cząsteczkowe możliwych dwuskładnikowych związków tlenowych siarki (azot, fosfor)”. Aby sprostać temu zadaniu, konieczne jest posiadanie wyobrażenia nie tylko o algorytmie, ale także o cechach nazewnictwa tej klasy substancji nieorganicznych.
Podczas tworzenia nazwy związku binarnego, najpierw wskaż element, który znajduje się po prawej stronie we wzorze, dodając przyrostek „id”. Następnie podaj nazwę pierwszego elementu. W przypadku związków kowalencyjnych dodaje się przedrostki, za pomocą których można ustalić stosunek ilościowy między częściami składowymi związku binarnego.
Na przykład, SO3 to trójtlenek siarki, N2O4 to dwuazot czterotlenek, I2CL6 – sześciochlorek diody.
Jeśli dwuskładnikowy związek zawiera pierwiastek chemiczny, który może wykazywać różne stopnie utlenienia, stopień utlenienia jest podany w nawiasach po nazwie związku.
Na przykład dwa związki żelazaróżnią się nazwą: FeCL3 - tlenek żelaza (3), FeCL2 - tlenek żelaza (2).
W przypadku wodorków, w szczególności pierwiastków niemetalicznych, używaj trywialnych nazw. Tak więc, H2O to woda, HCL to chlorowodór, HI to jodowodór, HF to kwas fluorowodorowy.
Kacje
Jony dodatnie tych pierwiastków, które są zdolne do tworzenia tylko jednego stabilnego jonu, mają takie same nazwy jak same symbole. Należą do nich wszyscy przedstawiciele pierwszej i drugiej grupy układu okresowego Mendelejewa.
Na przykład kationy sodu i magnezu wyglądają tak: Na+, Mg2+. Elementy przejściowe są zdolne do tworzenia kilku rodzajów kationów, więc nazwa musi wskazywać wartościowość, która pojawia się w każdym indywidualnym przypadku.
Aniony
Aniony proste (jednoatomowe) i złożone (wieloatomowe) mają przyrostek -id.
Przyrostek -am jest powszechnym oksoanionem pewnego pierwiastka. Dla oksoanionu pierwiastka, który jest w formule o niższym stopniu utlenienia, stosuje się przyrostek -jest używany. Przedrostek hypo- jest używany dla minimalnego stopnia utlenienia, a per- jest używany dla maksymalnej wartości. Na przykład jon O2- jest jonem tlenkowym, a O- jest nadtlenkiem.
Istnieją różne trywialne nazwy wodorków. Na przykład, N2H4 to hydrazyna, a PH3 to fosfina.
Oksoaniony zawierające siarkę mają następujące nazwy:
- SO42- - siarczan;
- S2O32- - tiosiarczan;
- NCS- - tiocyjanian.
Sole
Wiele końcowych testów w chemii oferuje następujące zadanie: „Sporządź formuły dla binarnych związków metali”. Jeżeli takie związki zawierają aniony chloru, bromu, jodu, to takie związki nazywane są halogenkami i należą do klasy soli. Podczas formułowania tych związków binarnych najpierw umieszcza się metal, a następnie odpowiedni jon halogenkowy.
Aby określić liczbę atomów każdego pierwiastka, znajdź najmniejszą wielokrotność między wartościami, podczas dzielenia uzyskaj indeksy.
Takie związki mają wysoką temperaturę topnienia i wrzenia, dobrą rozpuszczalność w wodzie, w normalnych warunkach są ciałami stałymi. Na przykład chlorki sodu i potasu są częścią wody morskiej.
Sól kuchenna była używana przez ludzi od czasów starożytnych. Obecnie stosowanie tego dwuskładnikowego związku nie ogranicza się do jedzenia. W wyniku elektrolizy wodnego roztworu chlorku sodu powstaje sód metaliczny i gazowy chlor. Produkty te są wykorzystywane w różnych procesach produkcyjnych, takich jak wodorotlenek sodu, chlorowodór.
Znaczenie związków binarnych
Ta grupa obejmuje ogromną liczbę substancji, więc możemy śmiało powiedzieć o skali ich wykorzystania w różnych dziedzinach ludzkiej działalności. Amoniak jest wykorzystywany w przemyśle chemicznym jakoprekursor w produkcji kwasu azotowego, produkcja nawozów mineralnych. Jest to ten dwuskładnikowy związek, który jest używany w drobnej syntezie organicznej i był używany w chłodnictwie od dłuższego czasu.
Ze względu na wyjątkową twardość węglika wolframu, związek ten znalazł zastosowanie w produkcji różnorodnych narzędzi skrawających. Obojętność chemiczna tego dwuskładnikowego związku pozwala na jego stosowanie w agresywnych środowiskach: sprzęt laboratoryjny, piece.
"Gaz rozweselający" (tlenek azotu 1) zmieszany z tlenem jest używany w medycynie do znieczulenia ogólnego.
Wszystkie związki binarne mają kowalencyjną lub jonową naturę wiązania chemicznego, molekularną, jonową lub atomową sieć krystaliczną.
Wniosek
Podczas sporządzania wzorów dla związków binarnych konieczne jest przestrzeganie określonego algorytmu działań. Pierwiastek, który wykazuje dodatni stan utlenienia (ma niższą wartość ujemności elektrycznej) jest zapisywany jako pierwszy. Przy określaniu wartości stopnia utlenienia drugiego pierwiastka od ośmiu odejmuje się liczbę grupy, w której się znajduje. Jeżeli otrzymane liczby różnią się od siebie, wyznaczana jest najmniejsza wspólna wielokrotność, to obliczane są indeksy.
Oprócz tlenków związki te obejmują węgliki, krzemki, nadtlenki i wodorki. Węgliki glinu i wapnia są wykorzystywane do laboratoryjnej produkcji metanu i acetylenu, nadtlenki są wykorzystywane w przemyśle chemicznym jako silne utleniacze.
Halogenek jak fluorowodór(kwas fluorowodorowy), stosowany w elektrotechnice do lutowania. Wśród najważniejszych związków binarnych, bez których trudno wyobrazić sobie istnienie żywych organizmów, prym wiedzie woda. Strukturalne cechy tego związku nieorganicznego są szczegółowo badane na szkolnym kursie chemii. To na jej przykładzie chłopaki mają pojęcie o kolejności działań podczas kompilowania wzorów dla związków binarnych.
Na zakończenie zauważamy, że trudno znaleźć taką sferę współczesnego przemysłu, dziedzinę ludzkiego życia, wszędzie tam, gdzie stosuje się różne związki binarne.
