Binarne spojine so snovi, ki jih tvorita dva različna kemična elementa. Ta izraz se uporablja za označevanje kvalitativne in kvantitativne sestave anorganskih spojin.
Binarne kemične spojine veljajo za pomemben predmet pri preučevanju narave snovi. Pri njihovem opisu se uporabljajo naslednji koncepti: polarizacija vezi, oksidacijsko stanje, valenca. Ti kemični izrazi omogočajo razumevanje bistva tvorbe kemične vezi, strukturnih značilnosti anorganskih snovi.
Upoštevajmo glavne razrede binarnih spojin, značilnosti njihove kemične strukture in lastnosti, nekatera področja njihove industrijske uporabe.
oksidi
Ta razred anorganskih snovi je najpogostejši v naravi. Med znanimi predstavniki te skupine spojin izpostavljamo:
- silicijev oksid (rečni pesek);
- vodikov oksid (voda);
- ogljikov dioksid;
- glina (aluminijev oksid);
- železova ruda (železovi oksidi).
Takšne binarne spojine so kompleksne snovi, ki nujno vsebujejo kisik in imajo oksidacijsko stanje -2.
Agregatstanje oksidov
Spojine bakra, kalcija, železa so kristalne trdne snovi. Enako agregacijsko stanje imajo oksidi nekaterih nekovin, kot so šestvalentno žveplo, petovalentni fosfor, silicij. Tekočina v normalnih pogojih je voda. Velika večina kisikovih spojin nekovin je plinov.
Značilnosti izobraževanja
Veliko binarnih kisikovih spojin nastaja v naravi. Na primer, med zgorevanjem goriva, dihanjem, razpadom organske snovi nastane ogljikov dioksid (ogljikov monoksid 4). V zraku je njegova prostorninska vsebnost približno 0,03 odstotka.
Podobne binarne spojine so produkti vulkanske aktivnosti, pa tudi sestavni del mineralne vode. Ogljikov dioksid ne podpira izgorevanja, zato se ta kemična spojina uporablja za gašenje požarov.
Hlapne vodikove spojine
Takšne binarne spojine so pomembna skupina snovi, ki vsebujejo vodik. Med predstavniki industrijskega pomena opazimo metan, vodo, vodikov sulfid, amoniak, pa tudi vodikove halogenide.
Del hlapnih vodikovih spojin je prisoten v vodi v tleh, živih organizmih, zato lahko govorimo o njihovi geokemični in biokemični vlogi.
Za izdelavo binarnih spojin te vrste se na prvo mesto postavi vodik, ki ima valenco. Drugi element je nekovina z negativnim oksidacijskim stanjem.
Za indeksiranjev binarni spojini med valencami se določi najmanjši skupni večkratnik. Število atomov vsakega elementa se določi tako, da se deli z valenco vsakega elementa, ki sestavlja spojino.
hidroklorid
Razmislite o formulah binarnih spojin: vodikov klorid in amoniak. Prav te snovi so pomembne za sodobno kemično industrijo. HCl v normalnih pogojih je plinasta spojina, zelo topna v vodi. Pri raztapljanju plinastega klorovodika nastane klorovodikova kislina, ki se uporablja v številnih kemičnih procesih in proizvodnih verigah.
Ta binarna spojina se nahaja v želodčnem soku ljudi in živali, je ovira za patogene mikrobe, ki vstopijo v želodec s hrano.
Med glavnimi področji uporabe klorovodikove kisline izpostavljamo proizvodnjo kloridov, sintezo izdelkov, ki vsebujejo klor, luženje kovin, čiščenje cevi pred oksidi in karbonati, proizvodnjo usnja.
Amoniak s formulo NH3 je brezbarven plin s specifičnim ostrim vonjem. Njegova neomejena topnost v vodi omogoča pridobivanje amoniaka, ki je potreben v medicini. V naravi ta binarna spojina nastane med razpadom organskih produktov, ki vsebujejo dušik.
Razvrstitev oksidov
Binarna spojina kovine, ki vsebuje kisik z valenco 1 ali 2, je glavnaoksid. Ta skupina na primer vključuje okside alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin.
Oksidi nekovin, kot tudi kovine z valenco večjo od 4, so kisle spojine.
Odvisno od kemičnih lastnosti predstavnike tega razreda delimo na skupine, ki tvorijo soli in ne tvorijo soli.
Med tipičnimi predstavniki druge skupine omenjamo ogljikov monoksid (CO), dušikov oksid 1 (NO).
Tvorba sistematičnih imen spojin
Med nalogami, ki so ponujene diplomantom, ki opravljajo državni izpit iz kemije, je tole: "Naredite molekulske formule možnih binarnih kisikovih spojin žvepla (dušik, fosfor)". Za obvladovanje naloge je treba imeti predstavo ne le o algoritmu, ampak tudi o značilnostih nomenklature tega razreda anorganskih snovi.
Ko oblikujete ime binarne spojine, najprej navedite element, ki se nahaja na desni strani formule, in dodajte pripono "id". Nato navedite ime prvega elementa. Za kovalentne spojine se dodajo predpone, s katerimi je mogoče vzpostaviti količinsko razmerje med sestavnimi deli binarne spojine.
Na primer, SO3 je žveplov trioksid, N2O4 je dušik tetroksid, I2CL6 – diodni heksaklorid.
Če binarna spojina vsebuje kemični element, ki lahko kaže različna oksidacijska stanja, je oksidacijsko stanje navedeno v oklepaju za imenom spojine.
Na primer dve železovi spojinirazlikujejo po imenu: FeCL3 - železov oksid (3), FeCL2 - železov oksid (2).
Za hidride, zlasti nekovinske elemente, uporabite trivialna imena. Torej, H2O je voda, HCL je vodikov klorid, HI je vodikov jodid, HF je fluorovodikova kislina.
kacije
Pozitivni ioni tistih elementov, ki so sposobni tvoriti samo en stabilen ion, imajo enaka imena kot simboli sami. Sem spadajo vsi predstavniki prve in druge skupine periodičnega sistema Mendelejeva.
Na primer, natrijevi in magnezijevi kationi izgledajo takole: Na+, Mg2+. Prehodni elementi so sposobni tvoriti več vrst kationov, zato mora ime navajati valenco, ki se pojavi v vsakem posameznem primeru.
Anioni
Enostavni (monatomski) in kompleksni (poliatomski) anioni uporabljajo pripono -id.
Pripona -am je pogost oksoanion določenega elementa. Za oksoanion elementa, ki je v formuli z nižjim oksidacijskim stanjem, se uporablja pripona -it. Predpona hypo- se uporablja za minimalno oksidacijsko stanje, per- pa za največjo vrednost. Na primer, ion O2- je oksidni ion, O- pa je peroksid.
Obstajajo različna trivialna imena za hidride. N2H4 se imenuje hidrazin, PH3 pa fosfin.
oksoanioni, ki vsebujejo žveplo, imajo naslednja imena:
- SO42- - sulfat;
- S2O32- - tiosulfat;
- NCS- - tiocianat.
soli
Številni končni testi iz kemije ponujajo naslednjo nalogo: "Naredite formule za binarne spojine kovin." Če takšne spojine vsebujejo anione klora, broma, joda, se takšne spojine imenujejo halogenidi in spadajo v razred soli. Pri formuliranju teh binarnih spojin se najprej postavi kovina, ki ji sledi ustrezni halogenidni ion.
Če želite določiti število atomov vsakega elementa, poiščite najmanjši večkratnik med valencami, pri deljenju dobite indekse.
Takšne spojine imajo visoko tališče in vrelišče, dobro topnost v vodi, v normalnih pogojih so trdne snovi. Na primer, natrijev in kalijev kloridi so del morske vode.
Namizno sol so ljudje uporabljali že od antičnih časov. Trenutno uporaba te binarne spojine ni omejena na prehranjevanje. Z elektrolizo vodne raztopine natrijevega klorida nastane kovinski natrij in plinast klor. Ti izdelki se uporabljajo v različnih proizvodnih procesih, kot so natrijev hidroksid, vodikov klorid.
Pomen binarnih spojin
Ta skupina vključuje ogromno število snovi, zato lahko z zaupanjem trdimo o obsegu njihove uporabe na različnih področjih človeške dejavnosti. Amoniak se uporablja v kemični industriji kot apredhodnik pri proizvodnji dušikove kisline, proizvodnji mineralnih gnojil. Prav ta binarna spojina se uporablja v fini organski sintezi in se že dolgo uporablja v hlajenju.
Zaradi edinstvene trdote volframovega karbida je ta spojina našla uporabo pri izdelavi različnih rezalnih orodij. Kemična inertnost te binarne spojine omogoča uporabo v agresivnih okoljih: laboratorijska oprema, pečice.
"Plin za smejanje" (dušikov oksid 1), pomešan s kisikom, se uporablja v medicini za splošno anestezijo.
Vse binarne spojine imajo kovalentno ali ionsko naravo kemične vezi, molekularno, ionsko ali atomsko kristalno mrežo.
Sklep
Pri sestavljanju formul za binarne spojine je treba upoštevati določen algoritem dejanj. Najprej se zapiše element, ki kaže pozitivno oksidacijsko stanje (ima nižjo vrednost električne negativnosti). Pri določanju vrednosti oksidacijskega stanja drugega elementa se število skupine, v kateri se nahaja, odšteje od osmih. Če se dobljena števila razlikujejo med seboj, se določi najmanjši skupni večkratnik, nato se izračunajo indeksi.
Poleg oksidov te spojine vključujejo karbide, silicide, perokside, hidride. Aluminijev in kalcijev karbid se uporabljata za laboratorijsko proizvodnjo metana in acetilena, peroksidi se uporabljajo v kemični industriji kot močni oksidanti.
Halogenid kot vodikov fluorid(fluorovodikova kislina), ki se uporablja v elektrotehniki za spajkanje. Med najpomembnejšimi binarnimi spojinami, brez katerih si težko predstavljamo obstoj živih organizmov, prednjači voda. Strukturne značilnosti te anorganske spojine so podrobno preučene v šolskem tečaju kemije. Na njenem primeru fantje dobijo predstavo o zaporedju dejanj pri sestavljanju formul za binarne spojine.
Na koncu ugotavljamo, da je težko najti tako sfero sodobne industrije, področje človeškega življenja, kjer koli se uporabljajo različne binarne spojine.
