A bináris vegyületek olyan anyagok, amelyeket két különböző kémiai elem képez. Ezt a kifejezést a szervetlen vegyületek minőségi és mennyiségi összetételének jelölésére használják.
A bináris kémiai vegyületek fontos tárgynak számítanak az anyagok természetének vizsgálatában. Leírásuk során a következő fogalmakat használjuk: kötéspolarizáció, oxidációs állapot, vegyérték. Ezek a kémiai kifejezések lehetővé teszik a kémiai kötés kialakulásának lényegének, a szervetlen anyagok szerkezeti jellemzőinek megértését.
Tekintsük a bináris vegyületek főbb osztályait, kémiai szerkezetük és tulajdonságaik jellemzőit, ipari alkalmazásuk néhány területét.
oxidok
A szervetlen anyagok ezen osztálya a legelterjedtebb a természetben. Ennek a vegyületcsoportnak a jól ismert képviselői közül kiemeljük:
- szilícium-oxid (folyami homok);
- hidrogén-oxid (víz);
- szén-dioxid;
- agyag (alumínium-oxid);
- vasérc (vas-oxidok).
Az ilyen bináris vegyületek összetett anyagok, amelyek szükségszerűen tartalmaznak oxigént, és -2 oxidációs állapotot mutatnak.
Aggregátumoxidállapot
A réz, kalcium és vas vegyületei kristályos szilárd anyagok. Ugyanebben a halmazállapotban vannak egyes nemfémek oxidjai, például hat vegyértékű kén, ötvegyértékű foszfor, szilícium. A folyadék normál körülmények között víz. A nemfémek oxigénvegyületeinek túlnyomó többsége gáz.
Az oktatás jellemzői
Sok bináris oxigénvegyület képződik a természetben. Például az üzemanyag égése, légzése, a szerves anyagok bomlása során szén-dioxid (szén-monoxid 4) keletkezik. Levegőben a térfogata körülbelül 0,03 százalék.
A hasonló bináris vegyületek a vulkánok tevékenységének termékei, valamint az ásványvíz szerves részét képezik. A szén-dioxid nem támogatja az égést, ezért ezt a kémiai vegyületet tüzek oltására használják.
Illékony hidrogénvegyületek
Az ilyen bináris vegyületek a hidrogént tartalmazó anyagok fontos csoportját alkotják. Az ipari jelentőségű képviselők közül megemlítjük a metánt, a vizet, a hidrogén-szulfidot, az ammóniát, valamint a hidrogén-halogenideket.
Az illékony hidrogénvegyületek egy része jelen van a talajvízben, az élő szervezetekben, így beszélhetünk geokémiai és biokémiai szerepükről.
Az ilyen típusú bináris vegyületek előállításához a vegyértékkel rendelkező hidrogén kerül az első helyre. A második elem egy negatív oxidációs állapotú nemfém.
Indexeléshezvegyértékek közötti bináris vegyületben a legkisebb közös többszöröst határozzuk meg. Az egyes elemek atomjainak számát úgy határozzuk meg, hogy elosztjuk a vegyületet alkotó elemek vegyértékével.
Hidroklorid
Tekintsük a bináris vegyületek képleteit: hidrogén-klorid és ammónia. Ezek az anyagok fontosak a modern vegyipar számára. A HCl normál körülmények között gáz halmazállapotú vegyület, vízben jól oldódik. A hidrogén-klorid gáz feloldásakor sósav keletkezik, amelyet számos kémiai folyamatban és gyártási láncban használnak.
Ez a bináris vegyület az emberek és állatok gyomornedvében található, gátat szab a táplálékkal a gyomorba kerülő kórokozó mikrobák előtt.
A sósav fő felhasználási területei közül kiemeljük a kloridok előállítását, a klórtartalmú termékek szintézisét, a fémek pácolását, a csövek tisztítását oxidoktól és karbonátoktól, a bőrgyártást.
Az ammónia, amelynek képlete NH3, színtelen gáz, különleges szúrós szaggal. Korlátlan vízoldhatósága lehetővé teszi a gyógyászatban keresett ammónia előállítását. A természetben ez a kettős vegyület a nitrogént tartalmazó szerves termékek bomlása során keletkezik.
Oxidok osztályozása
Egy 1 vagy 2 vegyértékű fém oxigéntartalmú bináris vegyülete a főoxid. Például ebbe a csoportba tartoznak az alkáli- és alkáliföldfémek oxidjai.
A nemfémek oxidjai, valamint a 4-nél nagyobb vegyértékű fémek savas vegyületek.
A kémiai tulajdonságaitól függően ennek az osztálynak a képviselőit sóképző és nem sóképző csoportokra osztják.
A második csoport tipikus képviselői közül megemlítjük a szén-monoxidot (CO), a nitrogén-monoxidot 1 (NO).
Vegyületek szisztematikus nevének kialakítása
A kémiából államvizsgázó végzősöknek kínált feladatok között ez szerepel: "Készítse el a kén (nitrogén, foszfor) lehetséges bináris oxigénvegyületeinek molekulaképleteit". Ahhoz, hogy megbirkózzunk a feladattal, nemcsak az algoritmusról, hanem a szervetlen anyagok ezen osztályának nómenklatúrájának jellemzőiről is fogalmunk kell.
A bináris vegyület nevének kialakításakor először jelölje meg a képlet jobb oldalán található elemet, és adja hozzá az "id" utótagot. Ezután adja meg az első elem nevét. A kovalens vegyületekhez előtagokat adunk, amelyekkel kvantitatív arányt lehet megállapítani a bináris vegyület alkotórészei között.
Például SO3 kén-trioxid, N2O4 dinitrogén. tetroxid, I2CL6 – dióda hexaklorid.
Ha egy bináris vegyület olyan kémiai elemet tartalmaz, amely különböző oxidációs állapotokat mutathat fel, az oxidációs állapot a vegyület neve után zárójelben van feltüntetve.
Például két vasvegyületelnevezésükben különböznek: FeCL3 - vas-oxid (3), FeCL2 - vas-oxid (2).
A hidridekhez, különösen a nem fémes elemekhez használjon triviális elnevezéseket. Tehát H2O jelentése víz, HCL jelentése hidrogén-klorid, HI jelentése hidrogén-jodid, HF jelentése hidrogén-fluorid.
Cations
Azoknak az elemeknek a pozitív ionjai, amelyek csak egy stabil iont képesek képezni, ugyanazt a nevet kapják, mint magukat a szimbólumokat. Ide tartozik a Mengyelejev-féle periodikus rendszer első és második csoportjának valamennyi képviselője.
Például a nátrium- és magnéziumkationok így néznek ki: Na+, Mg2+. Az átmeneti elemek többféle kation kialakítására képesek, ezért a névnek minden esetben jeleznie kell az egyes esetekben megjelenő vegyértéket.
Anionok
Az egyszerű (egyatomos) és összetett (többatomos) anionok az -id utótagot használják.
Az -am utótag egy bizonyos elem közös oxoanionja. A képletben alacsonyabb oxidációs állapotú elem oxoanionjára az -it utótagot használjuk. A hypo- előtag a minimális oxidációs állapot, a per- pedig a maximális érték. Például az O2- ion egy oxidion, az O- pedig egy peroxid.
A hidrideknek különféle triviális elnevezései vannak. Például az N2H4 hidrazin, a PH3 pedig foszfin.
A kéntartalmú oxoanionok neve a következő:
- SO42- - szulfát;
- S2O32- - tioszulfát;
- NCS- - tiocianát.
Sók
Sok kémia végső tesztje a következő feladatot kínálja: "Készítsen képleteket fémek bináris vegyületeire." Ha az ilyen vegyületek klór-, bróm-, jód-anionokat tartalmaznak, az ilyen vegyületeket halogenideknek nevezzük, és a sók osztályába tartoznak. Amikor ezeket a bináris vegyületeket formulázzuk, először a fém kerül, majd a megfelelő halogenidion.
Az egyes elemek atomszámának meghatározásához keresse meg a vegyértékek legkisebb többszörösét, osztásakor kapjon indexeket.
Az ilyen vegyületek magas olvadáspontú és forráspontúak, jól oldódnak vízben, normál körülmények között szilárd halmazállapotúak. Például a nátrium- és kálium-klorid a tengervíz része.
Az asztali sót ősidők óta használják az emberek. Jelenleg ennek a bináris vegyületnek a használata nem korlátozódik az étkezésre. A nátrium-klorid vizes oldatának elektrolízise során fémnátrium és klórgáz képződik. Ezeket a termékeket különféle gyártási folyamatokban használják, például nátrium-hidroxidot, hidrogén-kloridot.
A bináris vegyületek jelentése
Ebbe a csoportba nagyon sok anyag tartozik, így bátran kijelenthetjük, hogy az emberi tevékenység különböző területein milyen mértékben alkalmazzák őket. Az ammóniát a vegyiparban használják aelőfutára a salétromsav gyártásában, az ásványi műtrágyák gyártásában. Ezt a bináris vegyületet használják finom szerves szintézisekben, és régóta használják hűtésben.
A volfrám-karbid egyedülálló keménységének köszönhetően ezt a vegyületet számos vágószerszám gyártásában alkalmazzák. Ennek a bináris vegyületnek a kémiai tehetetlensége lehetővé teszi agresszív környezetben való alkalmazását: laboratóriumi berendezések, sütők.
Az oxigénnel kevert "nevetőgázt" (nitrogén-monoxid 1) általános érzéstelenítésre használják a gyógyászatban.
Minden bináris vegyület kémiai kötése kovalens vagy ionos természetű, molekuláris, ionos vagy atomi kristályrács.
Következtetés
A bináris vegyületek képleteinek összeállításakor követni kell egy bizonyos műveleti algoritmust. Először azt az elemet írjuk be, amelyik pozitív oxidációs állapotot mutat (kisebb az elektromos negativitás értéke). A második elem oxidációs állapotának meghatározásánál nyolcból kivonjuk annak a csoportnak a számát, amelyben ez található. Ha a kapott számok eltérnek egymástól, meghatározzuk a legkisebb közös többszöröst, majd kiszámítjuk az indexeket.
Az oxidokon kívül ezek a vegyületek közé tartoznak a karbidok, szilicidek, peroxidok és hidridek. Az alumínium- és kalcium-karbidokat metán és acetilén laboratóriumi előállításához, a peroxidokat pedig a vegyiparban erős oxidálószerként használják.
Olyan halogenid, mint a hidrogén-fluorid(hidrogén-fluorsav), az elektrotechnikában forrasztáshoz használják. A legfontosabb bináris vegyületek közül, amelyek nélkül nehéz elképzelni az élő szervezetek létezését, a víz az élen. Ennek a szervetlen vegyületnek a szerkezeti jellemzőit az iskolai kémia tantárgy részletesen tanulmányozza. Az ő példáján kapnak képet a srácok a műveletek sorrendjéről, amikor bináris vegyületek képleteit állítják össze.
Befejezésül megjegyezzük, hogy a modern iparnak, az emberi életnek egy olyan területét nehéz megtalálni, ahol különféle bináris vegyületeket használnak.
