Binární sloučeniny jsou látky, které jsou tvořeny dvěma různými chemickými prvky. Tento termín se používá k popisu kvalitativního a kvantitativního složení anorganických sloučenin.
Binární chemické sloučeniny jsou považovány za důležitépředmětem studie o povaze látek. Při jejich popisu se používají následující pojmy: polarizace vazby, stupeň oxidace, valence. Tyto chemické pojmy umožňují porozumět podstatě tvorby chemické vazby, strukturních vlastností anorganických látek.
Uvažujme hlavní třídy binárních sloučenin, vlastnosti jejich chemické struktury a vlastností a některé oblasti jejich průmyslové aplikace.
Tato třída anorganických látek je nejobvyklejší v přírodě. Mezi známými zástupci této skupiny sloučenin rozlišujeme:
Takové binární sloučeniny jsou složité látky, ve kterých je kyslík nutně přítomen, vykazující oxidační stav -2.
Sloučeniny mědi, vápníku, železa jsoukrystalických pevných látek. Stejný agregovaný stav má oxidy některých nekovů, například šestimocná síra, pentavalentní fosfor, křemík. Kapalina za normálních podmínek je voda. Převážná většina kyslíkových sloučenin nekovů jsou plyny.
Vytváří se mnoho binárních kyslíkových sloučeninv přírodě. Například při spalování paliva, dýchání, rozkládajících se organických látek se vytváří oxid uhličitý (oxid uhelnatý 4). Ve vzduchu je jeho obsah objemu asi 0,03 procent.
Podobné binární sloučeniny jsou produktyaktivita sopky, jakož i součást minerální vody. Oxid uhličitý nepodporuje spalování, takže se tato chemická sloučenina používá k hašení požárů.
Taková binární spojení jsou důležitou skupinoulátky ve složení, ve kterých je přítomen vodík. Mezi zástupci průmyslově důležitého jsou methan, voda, sírovodík, amoniak a také halogenovaný vodík.
Část těkavých vodíkových sloučenin je přítomna v půdních vodách, živých organismech, takže můžeme mluvit o jejich geochemické a biochemické roli.
Pro výrobu binárních sloučenin tohoto druhu je na prvním místě vodík s valencí. Druhý prvek je nekovový, který má negativní oxidační stav.
Uspořádání indexů v binárním připojenínejmenší společný násobek je určen mezi valencí. Počet atomů každého prvku je určen jeho vydělením valencí každého prvku, který je součástí sloučeniny.
Zvažte vzorce binárních sloučenin:chlorovodíku a amoniaku. Tyto látky jsou důležité pro moderní chemický průmysl. HCl za normálních podmínek je plynná sloučenina, vysoce rozpustná ve vodě. Po rozpuštění plynného chlorovodíku vzniká kyselina chlorovodíková, která se používá v mnoha chemických procesech a výrobních řetězcích.
Tato binární sloučenina je obsažena v žaludeční šťávě lidí a zvířat, je překážkou pro patogeny, které pronikají do jídla do žaludku.
Mezi hlavní oblasti použití kyseliny chlorovodíkové rozlišujeme výrobu chloridů, syntézu produktů obsahujících chlor, leptání kovů, čištění trubek z oxidů a uhličitanů, výrobu kůže.
Amoniak mající vzorec NH3, je bezbarvý plynspecifický ostrý zápach. Jeho neomezená rozpustnost ve vodě umožňuje získat amoniakální alkohol, který je nárokován v medicíně. V přírodě se tato binární sloučenina vytváří během rozkladu organických produktů, ve kterých je přítomen dusík.
Kyslík obsahující binární sloučenina kovu, který má valence 1 nebo 2, je bazický oxid. Například tato skupina zahrnuje oxidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin.
Oxidy nekovů, stejně jako kovy s valencí větší než 4, jsou kyselé sloučeniny.
V závislosti na chemických vlastnostech zástupců této třídy jsou rozděleny do skupin vytvářejících sůl a nesolejování.
Mezi typickými zástupci druhé skupiny se uvádí oxid uhelnatý (CO), oxid dusíku 1 (NO).
Mezi úkoly nabízené absolventům, kteří projíždějíStátní zkouška v chemii je následující: "Vytvořte molekulární vzorce pro možné binární kyslíkové sloučeniny síry (dusík, fosfor)." Abychom tento úkol zvládli, je třeba mít představu nejen o algoritmu, ale také o vlastnostech nomenklatury této třídy anorganických látek.
Při vytváření názvu binárnípřipojení, nejprve označte prvek, který je ve vzorci umístěn napravo, přidáním přípony "id". Dále zadejte název prvního prvku. V případě kovalentních sloučenin se přidávají přísady, podél kterých může být mezi složkami binární sloučeniny stanoven kvantitativní vztah.
Například SO3 - oxid sírový, N2O4 - diazotideteroxid, I2SL6 - hexachlorid diody.
Pokud je v binární sloučenině přítomen chemický prvek, který může vykazovat různé stupně oxidace, je stav oxidace uveden v závorkách za názvem sloučeniny.
Například dvě sloučeniny železa se liší podle názvu: FeCL3 - oxid železa (3), FeCl2 Oxid železa (2).
U hydridů, zejména nekovových prvků, se používají triviální názvy. Tak, H2O - voda, HCl - chlorovodík, HI - jodovodík, HF - kyselina fluorovodíková.
Pozitivní ionty těch prvků, kterémohou tvořit pouze jeden stabilní iont, dávají stejná jména jako samotné symboly. Patří sem všichni zástupci první a druhé skupiny periodického systému Mendelejeva.
Kationty sodíku a hořčíku mají například formu: Na+, M22+. Přechodové prvky jsou schopné tvořit několik druhů kationtů, proto je třeba jménem označit valenci projevenou v každém jednotlivém případě.
Pro jednoduché (monoatomické) a komplexní (polyatomické) anionty se používá přípona -id.
Obvyklý jasanion určitéhoprvek je přípona -am. Pro oxoanion prvku ve vzorci s nižším oxidačním stavem se používá přípona -it. Pro minimální oxidační stav je předpona hypo- a pro maximální hodnotu - na-. Například ion O2- je oxidový ion a O- - peroxid.
Tam jsou také různé triviální jména pro hydrides. Například N2X4 označovaný jako hydrazin, a PH3 fosfinu.
Oxoaniony obsahující síru mají následující názvy:
V mnoha finálních chemických zkouškáchNásledující úkol: "Vytvořte vzorce binárních sloučenin kovů". Pokud takové sloučeniny obsahují anionty chloru, bromu, jodu, takové sloučeniny se nazývají halogenidy, jsou klasifikovány jako soli. Při sestavování vzorců těchto binárních sloučenin se nejdříve umístí kov, pak odpovídající halogenidový iont.
K určení počtu atomů každého prvku se najde nejmenší násobek mezi valencí a v dělení se získají indexy.
Tyto sloučeniny mají vysokou teplotu tánía varu, dobrá rozpustnost ve vodě, za normálních podmínek jsou pevné látky. Například chloridy sodíku a draslíku jsou součástí mořské vody.
Lidé ze slané soli používají od starověku.V současné době se používání této binární sloučeniny neomezuje pouze na stravování. Elektrolýza vodného roztoku chloridu sodného produkuje kovový sodík a plynný chlor. Tyto produkty se používají v různých výrobních procesech, například pro výrobu hydroxidu sodného, chlorovodíku.
Tato skupina obsahuje velké číslolátky, proto je možné s důvěrou mluvit o rozsahu jejich použití v různých sférách lidské činnosti. Amoniak v chemickém průmyslu se používá jako prekurzor při výrobě kyseliny dusičné, při výrobě minerálních hnojiv. Jedná se o binární sloučeninu používanou v jemné organické syntéze, která se dlouhodobě používá v chladicích zařízeních.
Díky jedinečné tvrdosti karbidu wolframu,tato směs nalezla uplatnění při výrobě různých řezných nástrojů. Chemická inertnost této binární sloučeniny umožňuje použití v agresivních prostředích: laboratorní vybavení, pece.
"Jolly Gas" (oxid dusnatý 1) ve směsi s kyslíkem se používá v medicíně pro celkovou anestezii.
Všechny binární sloučeniny mají kovalentní nebo iontový charakter chemické vazby, molekulární, iontové nebo atomové krystalové mřížky.
Při složení vzorců binárních sloučeninje nutné dodržovat určitý algoritmus akcí. Nejprve je zaznamenán prvek, který vykazuje pozitivní oxidační stav (má menší hodnotu elektrické negativity). Při určování hodnoty stupně oxidace odebírá druhý prvek osmi číslo skupiny, ve které je umístěn. Pokud se získané hodnoty liší, určuje se nejmenší společný násobek, pak se vypočítají indexy.
Kromě oxidů jsou tyto sloučeninykarbidy, silicidy, peroxidy, hydridy. Karbidy hliníku a vápníku se používají pro laboratorní výrobu methanu a acetylenu, peroxidy se v chemickém průmyslu používají jako silné oxidanty.
Halogenid, jako je fluorovodík (fluorovodíkkyselina), používané v elektrotechnice při pájení. Mezi nejdůležitější binární sloučeniny, bez nichž je obtížné si představit existenci živých organismů, vede voda. Strukturální vlastnosti této anorganické sloučeniny jsou podrobně studovány ve školním chemickém kurzu. Na jejím příkladu si kluci získají představy o sledu akcí při sestavování vzorců binárních sloučenin.
Závěrem konstatujeme, že je obtížné najít takovou sféru moderního průmyslu, oblasti lidského života, ať už se používá různých binárních sloučenin.
