Розглянемо основні класи бінарних сполук, особливості їх хімічної будови і властивості, деякі області їх промислового застосування.
Оксиди
Даний клас неорганічних речовин є найпоширенішим у природі. Серед відомих представників цієї групи сполук виділимо:Агрегатний стан оксидів
Сполуки міді, кальцію, заліза є кристалічними твердими речовинами. Таке ж агрегатний стан мають оксиди деяких неметалів, наприклад шестивалентної сірки, пятивалентного фосфору, кремнію. Рідиною при нормальних умовах є вода. Переважна більшість кисневих сполук неметалів є газами.
Особливості освіти
Багато бінарні кисневі сполуки утворюються в природі. Наприклад, при згорянні палива, диханні, гнитті органічних речовин формується вуглекислий газ (оксид вуглецю 4). В повітрі його об'ємний вміст становить близько 003 відсотків.Подібні бінарні сполуки - це продукти діяльності вулканів, а також складова частина мінеральної води. Вуглекислий газ не підтримує горіння, тому дане хімічне з'єднання застосовується для гасіння пожеж.
Летючі водневі з'єднання
Такі бінарні сполуки - це важлива група речовин, у складі яких присутній водень. Серед представників, що мають промислове значення, зазначимо метан, воду, сірководень, аміак, а також галогеноводороди. Частина летких водневих сполук присутня в грунтових водах, живих організмах, тому можна вести мову про їх геохімічної і біохімічної ролі. Щоб складати бінарні сполуки такого виду, на перше місце ставлять водень, має валентність. В якості другого елементу виступає металоїд, який має негативний ступінь окиснення. Для розстановки індексів в бінарному з'єднанні між валентностями визначається найменше спільне кратне. Кількість атомів кожного елемента визначають шляхом ділення його на валентності кожного елемента, що входить до складу з'єднання.
Хлороводород
Розглянемо формули бінарних сполук: хлороводню і аміаку. Саме ці речовини мають значення для сучасної хімічної промисловості. HCl при нормальних умовах є газоподібним з'єднанням, добре розчинним у воді. Після розчинення газоподібного хлороводню утворюється соляна кислота, яка використовується у багатьох хімічних процесах і виробничих ланцюжках.Це бінарне з'єднання міститься в шлунковому соку людини і тварин, є бар'єром для хвороботворних мікробів, проникаючих із їжею в шлунок. Серед основних областей застосування соляної кислоти виділимо отримання хлоридів, синтез хлорвмісних продуктів, травлення металів, очищення труб від оксидів і карбонатів, шкіряне виробництво. Аміак, який має формулу NH 3 є безбарвним газом, що володіє специфічним різким запахом. Його необмежена розчинність у воді дозволяє отримувати нашатирний спирт, затребуваний у медицині. В природі дане бінарне з'єднання утворюється в процесі гниття органічних продуктів, у складі яких присутній азот.
Класифікація оксидів
Кислородсодержащее бінарне з'єднання металу, що має валентність 1 або 2 є основним оксидом. Наприклад, до цієї групи відносять оксиди лужних і лужноземельних металів. Оксиди неметалів, а також металів з валентністю більше 4 є кислотними сполуками. В залежності від хімічних властивостей представників даного класу ділять на солеобразующие і несолеобразующие групи. Серед типових представників другої групи зазначимо чадний газ (CO), оксид азоту 1 (NO).Формування систематичних назв сполук
Серед завдань, що пропонуються випускникам, які складають державний іспит з хімії, є і таке: «Складіть молекулярні формули можливих бінарних кисневих сполук сірки (азоту, фосфору)». Для того щоб впоратися з поставленим завданням, необхідно мати уявлення не тільки про алгоритм, але і про особливості номенклатури даного класу неорганічних речовин. При формуванні найменування бінарної сполуки, спочатку вказують той елемент, який у формулі розташовується праворуч, додаючи суфікс «ід». Далі вказують назву першого елемента. Для ковалентних сполук додають приставки, за якими можна встановити кількісне співвідношення між складовими частинами бінарного з'єднання.Наприклад, SO 3 – триоксид сірки, N 2 O 4 – тетроксид діазота, I 2 CL 6 – гексахлорид діода. Якщо в бінарному з'єднанні присутній хімічний елемент, здатний виявляти різні ступені окиснення, після назви з'єднання в круглих дужках вказують стан окислення. До наприклад, два з'єднання заліза відрізняються за назвою: FeCL 3 - оксид заліза (3), FeCL 2 – оксид заліза (2). Для гідридів, зокрема неметалічних елементів, користуються тривіальними назвами. Так, H 2 O – вода, HCL – хлороводород, HI – йодоводород, HF – плавикова кислота.
Катіони
Позитивним іонам тих елементів, які здатні утворювати тільки один стійкий іон, дають такі ж назви, як і у самих символів. До них відносяться всі представники першої і другої груп періодичної системи Менделєєва. Наприклад, катіони натрію і магнію мають вигляд: Na + , Mg 2+ . Перехідні елементи здатні утворювати кілька видів катіонів, тому в назві необхідно вказувати валентність, проявляємо в кожному окремому випадку.Аніони
У простих (одноатомних) і комплексних (багатоатомних) аніонів застосовується суфікс –ід. Поширеним оксоанионом певного елемента є суфікс –ам. Для оксоаниона елементу, що знаходиться у формулі з меншим ступенем окислення, застосовується суфікс –ит. Для мінімального стану окислення використовується приставка гіпо-, а для максимального значення – пер-. Наприклад, іон Про 2 - є оксид-іоном, а Про - - пероксидом. Існують і різноманітні тривіальні назви гідридів. Наприклад, N 2 H 4 іменують гідразином, а PH 3 називають фосфіном. Сірковмісні оксоаниони мають наступні назви:Солі
У багатьох підсумкових тестах з хімії пропонується наступне завдання: «Складіть формули бінарних сполук металів». Якщо в складі таких сполук є аніони хлору, брому, йоду, такі сполуки називають галогенідами, відносять до класу солей. При складанні цих формул бінарних сполук на перше місце ставиться метал, потім відповідний галогенид-іон. Для визначення кількості атомів кожного елемента знаходять найменше кратне між валентностями, при поділі отримують індекси. У таких сполук висока температура плавлення і кипіння, хороша розчинність у воді, при нормальних умовах вони є твердими речовинами. Наприклад, хлориди натрію і калію входять до складу морської води. Кухонну сіль люди застосовують з давніх часів. В даний час використання цього бінарного з'єднання не обмежується вживанням в їжу. При електролізі водного розчину хлориду натрію отримують металевий натрій і газоподібний хлор. Ці продукти використовуються в різних виробничих процесах, наприклад для одержання гідроксиду натрію, хлороводню.
Значення бінарних сполук
До даної групи відноситься величезна кількість речовин, тому можна з упевненістю говорити про масштабність їх використання в різних сферах людської діяльності. Аміак у хімічній промисловості застосовують в якості прекурсора при виготовленні азотної кислоти, виробництві мінеральних добрив. Саме це бінарне з'єднання застосовують у тонкому органічному синтезі, довгий час використовували в холодильних установках. Завдяки унікальній твердості карбіду вольфраму, це з'єднання знайшло застосування у виготовленні різноманітного ріжучого інструменту. Хімічна інертність цього бінарного з'єднання дозволяє застосовувати його в агресивних середовищах: лабораторному обладнанні, печах. «Звеселяючий газ» (оксид азоту 1) у суміші з киснем використовується в медицині для загального наркозу. Бінарні сполуки мають ковалентний або іонний характер хімічного зв'язку, молекулярну, іонну або атомну кристалічну решітку.