Binære forbindelser er stoffer, der er dannet af to forskellige kemiske grundstoffer. Dette udtryk bruges til at betegne den kvalitative og kvantitative sammensætning af uorganiske forbindelser.
Binære kemiske forbindelser betragtes som et vigtigt objekt i studiet af stoffers natur. Når de beskrives, bruges følgende begreber: bindingspolarisering, oxidationstilstand, valens. Disse kemiske termer gør det muligt at forstå essensen af dannelsen af en kemisk binding, de strukturelle træk ved uorganiske stoffer.
Lad os overveje hovedklasserne af binære forbindelser, deres kemiske struktur og egenskaber, nogle områder af deres industrielle anvendelse.
Oxider
Denne klasse af uorganiske stoffer er den mest almindelige i naturen. Blandt de velkendte repræsentanter for denne gruppe af forbindelser fremhæver vi:
- siliciumoxid (flodsand);
- hydrogenoxid (vand);
- kuldioxid;
- ler (aluminiumoxid);
- jernmalm (jernoxider).
Sådanne binære forbindelser er komplekse stoffer, som nødvendigvis indeholder oxygen, som udviser en oxidationstilstand på -2.
Samlettilstand af oxider
Forbindelser af kobber, calcium, jern er krystallinske faste stoffer. Den samme aggregeringstilstand har oxider af nogle ikke-metaller, såsom hexavalent svovl, pentavalent phosphor, silicium. Væsken under normale forhold er vand. Langt de fleste iltforbindelser af ikke-metaller er gasser.
Uddannelsesfunktioner
Mange binære iltforbindelser dannes i naturen. For eksempel dannes der under forbrænding af brændstof, respiration, henfald af organisk stof kuldioxid (kulilte 4). I luft er dens volumenindhold omkring 0,03 procent.
Lignende binære forbindelser er produkter af vulkanaktivitet såvel som en integreret del af mineralvand. Kuldioxid understøtter ikke forbrænding, så denne kemiske forbindelse bruges til at slukke brande.
Flygtige hydrogenforbindelser
Sådanne binære forbindelser er en vigtig gruppe af stoffer, der indeholder brint. Blandt repræsentanter af industriel betydning bemærker vi metan, vand, hydrogensulfid, ammoniak samt hydrogenhalogenider.
En del af flygtige brintforbindelser er til stede i jordvand, levende organismer, så vi kan tale om deres geokemiske og biokemiske rolle.
For at lave binære forbindelser af denne type sættes hydrogen, som har en valens, i første omgang. Det andet grundstof er et ikke-metal med en negativ oxidationstilstand.
Til indekseringi en binær forbindelse mellem valenser bestemmes det mindste fælles multiplum. Antallet af atomer i hvert grundstof bestemmes ved at dividere det med valensen af hvert grundstof, der udgør forbindelsen.
Hydrochlorid
Overvej formlerne for binære forbindelser: hydrogenchlorid og ammoniak. Det er disse stoffer, der er vigtige for den moderne kemiske industri. HCl under normale forhold er en gasformig forbindelse, meget opløselig i vand. Opløsning af hydrogenchloridgas producerer s altsyre, som bruges i mange kemiske processer og produktionskæder.
Denne binære forbindelse findes i mavesaften hos mennesker og dyr, den er en barriere for patogene mikrober, der kommer ind i maven med mad.
Blandt de vigtigste anvendelsesområder for s altsyre fremhæver vi produktion af chlorider, syntese af klorholdige produkter, bejdsning af metaller, rensning af rør for oxider og karbonater, læderproduktion.
Ammoniak med formlen NH3, er en farveløs gas med en specifik skarp lugt. Dens ubegrænsede opløselighed i vand gør det muligt at opnå ammoniak, som er efterspurgt i medicin. I naturen dannes denne binære forbindelse under henfaldet af organiske produkter, som indeholder nitrogen.
Klassificering af oxider
En oxygenholdig binær forbindelse af et metal med en valens på 1 eller 2 er den vigtigsteoxid. Denne gruppe omfatter f.eks. oxider af alkali- og jordalkalimetaler.
Oxider af ikke-metaller, såvel som metaller med en valens på mere end 4, er sure forbindelser.
Afhængigt af de kemiske egenskaber hos repræsentanterne for denne klasse er opdelt i s altdannende og ikke-s altdannende grupper.
Blandt de typiske repræsentanter for den anden gruppe bemærker vi carbonmonoxid (CO), nitrogenoxid 1 (NO).
Danning af systematiske navne på forbindelser
Blandt de opgaver, der tilbydes kandidater, der tager den statslige eksamen i kemi, er der dette: "Lav de molekylære formler for mulige binære oxygenforbindelser af svovl (nitrogen, fosfor)". For at klare opgaven er det nødvendigt at have en idé ikke kun om algoritmen, men også om funktionerne i nomenklaturen for denne klasse af uorganiske stoffer.
Når du danner navnet på en binær forbindelse, skal du først angive det element, der er placeret til højre i formlen, og tilføje suffikset "id". Angiv derefter navnet på det første element. For kovalente forbindelser tilføjes præfikser, hvorved det er muligt at etablere et kvantitativt forhold mellem bestanddelene af en binær forbindelse
F.eks. er SO3 svovltrioxid, N2O4 er dinitrogen tetroxide, I2CL6 – diode hexachloride.
Hvis en binær forbindelse indeholder et kemisk grundstof, der er i stand til at udvise forskellige oxidationstilstande, er oxidationstilstanden angivet i parentes efter navnet på forbindelsen.
For eksempel to jernforbindelserafviger i navn: FeCL3 - jernoxid (3), FeCL2 - jernoxid (2).
For hydrider, især ikke-metalliske grundstoffer, skal du bruge trivielle navne. Så H2O er vand, HCL er hydrogenchlorid, HI er hydrogeniodid, HF er flussyre.
Cations
Positive ioner af de elementer, der kun er i stand til at danne én stabil ion, får de samme navne som selve symbolerne. Disse omfatter alle repræsentanter for den første og anden gruppe af Mendeleevs periodiske system.
For eksempel ser natrium- og magnesiumkationer ud som: Na+, Mg2+. Overgangselementer er i stand til at danne flere typer kationer, så navnet skal angive den valens, der optræder i hvert enkelt tilfælde.
Anions
Simple (monatomiske) og komplekse (polyatomiske) anioner bruger suffikset -id.
Suffikset -am er en almindelig oxoanion af et bestemt element. For oxoanionen af et grundstof, der er i formlen med en lavere oxidationstilstand, bruges suffikset -it. Præfikset hypo- bruges til den minimale oxidationstilstand, og per- bruges til den maksimale værdi. For eksempel er ionen O2- en oxidion, og O- er et peroxid.
Der er forskellige trivielle navne for hydrider. For eksempel hedder N2H4 hydrazin, og PH3 kaldes fosphin.
Svovlholdige oxoanioner har følgende navne:
- SO42- - sulfat;
- S2O32- - thiosulfate;
- NCS- - thiocyanat.
S alt
Mange afsluttende test i kemi tilbyder følgende opgave: "Lav formler for binære forbindelser af metaller." Hvis sådanne forbindelser indeholder anioner af klor, brom, jod, kaldes sådanne forbindelser halogenider og tilhører klassen af s alte. Ved formulering af disse binære forbindelser placeres metallet først, efterfulgt af den tilsvarende halogenidion.
For at bestemme antallet af atomer i hvert grundstof skal du finde det mindste multiplum mellem valenserne, når du dividerer, få indekser.
Sådanne forbindelser har høje smelte- og kogepunkter, god opløselighed i vand, under normale forhold er de faste stoffer. For eksempel er natrium- og kaliumchlorider en del af havvand.
Bords alt er blevet brugt af mennesker siden oldtiden. I øjeblikket er brugen af denne binære forbindelse ikke begrænset til spisning. Elektrolyse af en vandig opløsning af natriumchlorid producerer natriummetal og klorgas. Disse produkter bruges i forskellige fremstillingsprocesser, såsom natriumhydroxid, hydrogenchlorid.
Betydning af binære forbindelser
Denne gruppe omfatter et stort antal stoffer, så vi kan med tillid sige om omfanget af deres anvendelse inden for forskellige områder af menneskelig aktivitet. Ammoniak bruges i den kemiske industri som enforløber i fremstillingen af salpetersyre, produktion af mineralsk gødning. Det er denne binære forbindelse, der bruges i fin organisk syntese og har været brugt i køling i lang tid.
På grund af den unikke hårdhed af wolframcarbid har denne forbindelse fundet anvendelse i fremstillingen af en række skæreværktøjer. Den kemiske inertitet af denne binære forbindelse gør, at den kan bruges i aggressive miljøer: laboratorieudstyr, ovne.
"Lattergas" (nitrogenoxid 1) blandet med ilt bruges i medicin til generel anæstesi.
Alle binære forbindelser har en kovalent eller ionisk natur af den kemiske binding, et molekylært, ionisk eller atomært krystalgitter.
Konklusion
Når du opstiller formler for binære forbindelser, er det nødvendigt at følge en bestemt handlingsalgoritme. Elementet, der udviser en positiv oxidationstilstand (har en lavere elektrisk negativitetsværdi), skrives først. Ved bestemmelse af værdien af oxidationstilstanden for det andet element trækkes antallet af gruppen, hvori det er placeret, fra otte. Hvis de opnåede tal afviger fra hinanden, bestemmes det mindste fælles multiplum, hvorefter indeksene beregnes.
Ud over oxider omfatter disse forbindelser carbider, silicider, peroxider, hydrider. Aluminium og calciumcarbider bruges til laboratorieproduktion af metan og acetylen, peroxider bruges i den kemiske industri som stærke oxidationsmidler.
Et halogenid som hydrogenfluorid(flussyre), brugt i elektroteknik til lodning. Blandt de vigtigste binære forbindelser, uden hvilke det er svært at forestille sig eksistensen af levende organismer, er vand i spidsen. De strukturelle træk ved denne uorganiske forbindelse studeres i detaljer i skolens kemikursus. Det er på hendes eksempel, at fyrene får en idé om rækkefølgen af handlinger, når de kompilerer formler for binære forbindelser.
Afslutningsvis bemærker vi, at det er vanskeligt at finde en sådan sfære af moderne industri, et område af menneskeliv, uanset hvor forskellige binære forbindelser bruges.
