Бинарните съединения са вещества, които се образуват от два различни химични елемента. Този термин се използва за обозначаване на качествения и количествения състав на неорганичните съединения.
Бинарните химични съединения се считат за важен обект в изучаването на природата на веществата. При тяхното описание се използват следните понятия: поляризация на връзката, степен на окисление, валентност. Тези химични термини позволяват да се разбере същността на образуването на химическа връзка, структурните особености на неорганичните вещества.
Нека разгледаме основните класове бинарни съединения, характеристиките на тяхната химическа структура и свойства, някои области на тяхното индустриално приложение.
оксиди
Този клас неорганични вещества е най-разпространеният в природата. Сред добре познатите представители на тази група съединения отделяме:
- силициев оксид (речен пясък);
- водороден оксид (вода);
- въглероден диоксид;
- глина (алуминиев оксид);
- желязна руда (железни оксиди).
Такива бинарни съединения са сложни вещества, които задължително съдържат кислород, показващи степен на окисление от -2.
Агрегатсъстояние на оксидите
Съединенията на медта, калция, желязото са кристални твърди вещества. Същото агрегатно състояние имат оксидите на някои неметали, като шествалентна сяра, петвалентен фосфор, силиций. Течността при нормални условия е вода. По-голямата част от кислородните съединения на неметалите са газове.
Характеристики на образованието
Много бинарни кислородни съединения се образуват в природата. Например, по време на изгаряне на гориво, дишане, разпад на органична материя, се образува въглероден диоксид (въглероден оксид 4). Във въздуха обемното му съдържание е около 0,03 процента.
Подобни бинарни съединения са продукти на вулканичната дейност, както и неразделна част от минералната вода. Въглеродният диоксид не поддържа горенето, така че това химическо съединение се използва за гасене на пожари.
Летливи водородни съединения
Такива бинарни съединения са важна група вещества, съдържащи водород. Сред представителите на промишленото значение отбелязваме метан, вода, сероводород, амоняк, както и халогеноводороди.
Част от летливите водородни съединения присъства в почвената вода, живите организми, така че можем да говорим за тяхната геохимична и биохимична роля.
За да се направят бинарни съединения от този тип, на първо място се поставя водородът, който има валентност. Вторият елемент е неметал с отрицателна степен на окисление.
За индексиранев бинарно съединение между валентности се определя най-малкото общо кратно. Броят на атомите на всеки елемент се определя като се раздели на валентността на всеки елемент, който съставя съединението.
Хидрохлорид
Помислете за формулите на бинарни съединения: хлороводород и амоняк. Именно тези вещества са важни за съвременната химическа индустрия. HCl при нормални условия е газообразно съединение, силно разтворимо във вода. Разтварянето на газ хлороводород произвежда солна киселина, която се използва в много химически процеси и производствени вериги.
Това бинарно съединение се намира в стомашния сок на хора и животни, то е бариера за патогенни микроби, които навлизат в стомаха с храна.
Сред основните области на приложение на солната киселина открояваме производството на хлориди, синтеза на хлорсъдържащи продукти, мариноването на метали, почистването на тръби от оксиди и карбонати, производството на кожи.
Амонякът с формулата NH3 е безцветен газ със специфична остра миризма. Неограничената му разтворимост във вода прави възможно получаването на амоняк, който е търсен в медицината. В природата това бинарно съединение се образува при разпадането на органични продукти, които съдържат азот.
Класификация на оксидите
Съдържащо кислород бинарно съединение на метал с валентност 1 или 2 е основнотооксид. Например, тази група включва оксиди на алкални и алкалоземни метали.
Оксидите на неметалите, както и металите с валентност по-голяма от 4, са киселинни съединения.
В зависимост от химичните свойства представителите на този клас се разделят на солеобразуващи и несолеобразуващи групи.
Сред типичните представители на втората група отбелязваме въглероден оксид (CO), азотен оксид 1 (NO).
Образуване на систематични имена на съединения
Сред задачите, предлагани на абсолвентите, полагащи държавен изпит по химия, има следната: „Направете молекулярните формули на възможните бинарни кислородни съединения на сярата (азот, фосфор)“. За да се справите със задачата, е необходимо да имате представа не само за алгоритъма, но и за особеностите на номенклатурата на този клас неорганични вещества.
Когато формирате името на бинарно съединение, първоначално посочете елемента, който се намира вдясно във формулата, като добавите наставката "id". След това посочете името на първия елемент. За ковалентни съединения се добавят префикси, чрез които е възможно да се установи количествено съотношение между съставните части на бинарно съединение.
Например, SO3 е серен триоксид, N2O4 е диазот тетроксид, I2CL6 – диоден хексахлорид.
Ако едно бинарно съединение съдържа химичен елемент, способен да проявява различни степени на окисление, степента на окисление се посочва в скоби след името на съединението.
Например, две железни съединенияразличават се по име: FeCL3 - железен оксид (3), FeCL2 - железен оксид (2).
За хидриди, по-специално неметални елементи, използвайте тривиални имена. И така, H2O е вода, HCL е хлороводород, HI е йодороден йодид, HF е флуороводородна киселина.
Cations
Положителните йони на тези елементи, които са способни да образуват само един стабилен йон, получават същите имена като самите символи. Те включват всички представители на първата и втората група от периодичната система на Менделеев.
Например, натриевите и магнезиевите катиони изглеждат така: Na+, Mg2+. Преходните елементи са способни да образуват няколко вида катиони, така че името трябва да показва валентността, която се появява във всеки отделен случай.
Аниони
Прости (монатомни) и сложни (многоатомни) аниони използват наставката -id.
Наставката -am е често срещан оксоанион на определен елемент. За оксоанион на елемент, който е във формулата с по-ниска степен на окисление, се използва наставката -it. Префиксът hypo- се използва за минимално състояние на окисление, а per- се използва за максимална стойност. Например, йонът O2- е оксиден йон, а O- е пероксид.
Има различни тривиални имена за хидриди. Например, N2H4 се нарича хидразин, а PH3 се нарича фосфин.
Съдържащите сяра оксоаниони имат следните имена:
- SO42- - сулфат;
- S2O32- - тиосулфат;
- NCS- - тиоцианат.
Соли
Много финални тестове по химия предлагат следната задача: "Направете формули за бинарни съединения на металите." Ако такива съединения съдържат аниони на хлор, бром, йод, такива съединения се наричат халогениди и принадлежат към класа на солите. При формулирането на тези бинарни съединения първо се поставя металът, следван от съответния халиден йон.
За да определите броя на атомите на всеки елемент, намерете най-малкото кратно между валентностите, когато разделите, вземете индекси.
Такива съединения имат високи точки на топене и кипене, добра разтворимост във вода, при нормални условия са твърди вещества. Например, натриевият и калиевият хлорид са част от морската вода.
Готварската сол се използва от хората от древни времена. Понастоящем използването на това бинарно съединение не се ограничава до хранене. Електролизата на воден разтвор на натриев хлорид произвежда метален натрий и газообразен хлор. Тези продукти се използват в различни производствени процеси като натриев хидроксид, хлороводород.
Значение на бинарни съединения
Тази група включва огромен брой вещества, така че можем да кажем с увереност за мащаба на тяхното използване в различни области на човешката дейност. Амонякът се използва в химическата промишленост катопредшественик в производството на азотна киселина, производството на минерални торове. Именно това бинарно съединение се използва при фин органичен синтез и се използва в охлаждане от дълго време.
Поради уникалната твърдост на волфрамовия карбид, това съединение е намерило приложение в производството на различни режещи инструменти. Химическата инертност на това бинарно съединение позволява да се използва в агресивни среди: лабораторно оборудване, фурни.
"Смеещ газ" (азотен оксид 1), смесен с кислород, се използва в медицината за обща анестезия.
Всички бинарни съединения имат ковалентен или йонен характер на химическата връзка, молекулярна, йонна или атомна кристална решетка.
Заключение
При съставяне на формули за бинарни съединения е необходимо да се следва определен алгоритъм на действия. Елементът, който показва положително състояние на окисление (има по-ниска електрическа отрицателна стойност), се записва първи. При определяне на стойността на степента на окисление на втория елемент, номерът на групата, в която се намира, се изважда от осем. Ако получените числа се различават едно от друго, се определя най-малкото общо кратно, след което се изчисляват индексите.
В допълнение към оксидите, тези съединения включват карбиди, силициди, пероксиди, хидриди. Алуминиеви и калциеви карбиди се използват за лабораторно производство на метан и ацетилен, пероксидите се използват в химическата промишленост като силни окислители.
Халогенид като флуороводород(флуороводородна киселина), използвана в електротехниката за запояване. Сред най-важните бинарни съединения, без които е трудно да си представим съществуването на живи организми, водата е начело. Структурните особености на това неорганично съединение се изучават подробно в училищния курс по химия. Именно на нейния пример момчетата получават представа за последователността на действията при съставянето на формули за бинарни съединения.
В заключение отбелязваме, че е трудно да се намери такава сфера на съвременната индустрия, област от човешкия живот, където и да се използват различни бинарни съединения.
