Binaarsed ühendid on ained, mis moodustuvad kahest erinevast keemilisest elemendist. Seda terminit kasutatakse anorgaaniliste ühendite kvalitatiivse ja kvantitatiivse koostise tähistamiseks.
Binaarseid keemilisi ühendeid peetakse ainete olemuse uurimisel oluliseks objektiks. Nende kirjeldamisel kasutatakse järgmisi mõisteid: sideme polarisatsioon, oksüdatsiooniaste, valents. Need keemilised terminid võimaldavad mõista keemilise sideme moodustumise olemust, anorgaaniliste ainete struktuuriomadusi.
Vaatleme kahekomponentsete ühendite põhiklasse, nende keemilise struktuuri ja omaduste iseärasusi, mõningaid nende tööstusliku kasutuse valdkondi.
Oksiidid
See anorgaaniliste ainete klass on looduses kõige levinum. Selle ühendite rühma tuntud esindajate hulgast eristame:
- ränioksiid (jõeliiv);
- vesinikoksiid (vesi);
- süsinikdioksiid;
- savi (alumiiniumoksiid);
- raumaak (raudoksiidid).
Sellised kahekomponentsed ühendid on komplekssed ained, mis sisaldavad tingimata hapnikku ja mille oksüdatsiooniaste on -2.
Agregaatoksiidide olek
Vase, k altsiumi ja raua ühendid on kristalsed tahked ained. Samas agregatsiooniolekus on mõnede mittemetallide oksiidid, näiteks kuuevalentne väävel, viievalentne fosfor, räni. Vedelik tavatingimustes on vesi. Valdav enamus mittemetallide hapnikuühenditest on gaasid.
Hariduse omadused
Looduses moodustub palju kahekomponentseid hapnikuühendeid. Näiteks kütuse põlemisel, hingamisel, orgaanilise aine lagunemisel tekib süsihappegaas (süsinikoksiid 4). Õhus on selle mahusisaldus umbes 0,03 protsenti.
Sarnased kahekomponentsed ühendid on vulkaanide tegevuse saadused, samuti mineraalvee lahutamatu osa. Süsinikdioksiid ei toeta põlemist, seetõttu kasutatakse seda keemilist ühendit tulekahjude kustutamiseks.
Lenduvad vesinikuühendid
Sellised kahekomponentsed ühendid on oluline vesinikku sisaldavate ainete rühm. Tööstusliku tähtsusega esindajatest märgime ära metaani, vee, vesiniksulfiidi, ammoniaagi ja vesinikhalogeniidid.
Osa lenduvatest vesinikuühenditest leidub mullavees ja elusorganismides, seega saame rääkida nende geokeemilisest ja biokeemilisest rollist.
Seda tüüpi binaarsete ühendite valmistamiseks asetatakse esikohale vesinik, millel on valents. Teine element on negatiivse oksüdatsiooniastmega mittemetall.
Indekseerimiseksvalentsidevahelises binaarses ühendis määratakse vähim ühiskordne. Iga elemendi aatomite arv määratakse, jagades selle iga ühendi moodustava elemendi valentsiga.
vesinikkloriid
Vaatleme kahekomponentsete ühendite valemeid: vesinikkloriid ja ammoniaak. Just need ained on kaasaegse keemiatööstuse jaoks olulised. HCl on normaalsetes tingimustes gaasiline ühend, mis lahustub vees hästi. Gaasilise vesinikkloriidi lahustamisel tekib vesinikkloriidhape, mida kasutatakse paljudes keemilistes protsessides ja tootmisahelates.
Seda binaarset ühendit leidub inimeste ja loomade maomahlas, see on barjäär patogeensetele mikroobidele, mis toiduga makku sisenevad.
Soolhappe peamistest kasutusvaldkondadest tõstame esile kloriidide tootmist, kloori sisaldavate toodete sünteesi, metallide peitsimist, torude puhastamist oksiididest ja karbonaatidest, naha tootmist.
Ammoniaak, mille valem on NH3, on värvitu gaas, millel on spetsiifiline terav lõhn. Selle piiramatu lahustuvus vees võimaldab saada ammoniaaki, mis on meditsiinis nõutud. Looduses tekib see kahekomponentne ühend lämmastikku sisaldavate orgaaniliste saaduste lagunemisel.
Oksiidide klassifikatsioon
Hapnikku sisaldav metalli kahekomponentne ühend valentsiga 1 või 2 on peamineoksiid. Näiteks kuuluvad sellesse rühma leelis- ja leelismuldmetallide oksiidid.
Mittemetallide oksiidid, aga ka metallid, mille valents on suurem kui 4, on happelised ühendid.
Sõltuv alt keemilistest omadustest jagunevad selle klassi esindajad soola moodustavateks ja mittesooli moodustavateks rühmadeks.
Teise rühma tüüpiliste esindajate hulgas märgime süsinikmonooksiidi (CO), lämmastikoksiid 1 (NO).
Ühendite süstemaatiliste nimede moodustamine
Keemia riigieksamit sooritavatele lõpetajatele pakutavate ülesannete hulgas on järgmine: "Koosta väävli (lämmastik, fosfor) võimalike binaarsete hapnikuühendite molekulaarvalemid". Ülesandega toimetulemiseks peab olema ettekujutus mitte ainult algoritmist, vaid ka selle anorgaaniliste ainete klassi nomenklatuuri omadustest.
Kabinaarühendi nime moodustamisel märkige algselt element, mis asub valemis paremal, lisades järelliide "id". Järgmisena märkige esimese elemendi nimi. Kovalentsete ühendite puhul lisatakse eesliited, mille abil on võimalik määrata kahendühendi koostisosade vaheline kvantitatiivne suhe.
Näiteks SO3 on vääveltrioksiid, N2O4 on lämmastik tetroksiid, I2CL6 – dioodheksakloriid.
Kui binaarne ühend sisaldab keemilist elementi, mis on võimeline avaldama erinevaid oksüdatsiooniastmeid, näidatakse oksüdatsiooniaste ühendi nimetuse järel sulgudes.
Näiteks kaks rauaühenditerinevad nimetuse poolest: FeCL3 - raudoksiid (3), FeCL2 - raudoksiid (2).
Hüdriidide, eriti mittemetalliliste elementide puhul kasutage triviaalseid nimetusi. Niisiis, H2O on vesi, HCL on vesinikkloriid, HI on vesinikjodiid, HF on vesinikfluoriidhape.
Katioonid
Nende elementide positiivsetele ioonidele, mis on võimelised moodustama ainult ühe stabiilse iooni, antakse samad nimetused kui sümbolitele endile. Nende hulka kuuluvad kõik Mendelejevi perioodilise süsteemi esimese ja teise rühma esindajad.
Näiteks naatrium- ja magneesiumikatioonid näevad välja sellised: Na+, Mg2+. Üleminekuelemendid on võimelised moodustama mitut tüüpi katioone, seega peab nimi näitama igal üksikjuhul esinevat valentsust.
Anioonid
Lihtsad (monatoomilised) ja keerulised (polüatomilised) anioonid kasutavad järelliidet -id.
Sufiks -am on teatud elemendi tavaline oksoanioon. Madalama oksüdatsiooniastmega valemis oleva elemendi oksoaniooni puhul kasutatakse järelliidet -it. Eesliidet hypo- kasutatakse minimaalse oksüdatsiooniastme jaoks ja per- kasutatakse maksimaalse väärtuse jaoks. Näiteks ioon O2- on oksiidiioon ja O- on peroksiid.
Hüdriididel on mitmesuguseid triviaalseid nimetusi. Näiteks N2H4 nimetatakse hüdrasiiniks ja PH3 nimetatakse fosfiiniks.
Väävlit sisaldavatel oksoanioonidel on järgmised nimetused:
- SO42- - sulfaat;
- S2O32- - tiosulfaat;
- NCS- - tiotsüanaat.
Soolad
Paljud keemia lõputestid pakuvad järgmist ülesannet: "Koostage metallide binaarühendite valemid." Kui sellised ühendid sisaldavad kloori, broomi, joodi anioone, nimetatakse selliseid ühendeid halogeniidideks ja need kuuluvad soolade klassi. Nende kahekomponentsete ühendite koostamisel asetatakse kõigepe alt metall, seejärel vastav halogeniidiioon.
Iga elemendi aatomite arvu määramiseks leidke valentside vahel väikseim kordne, jagamisel hankige indeksid.
Sellistel ühenditel on kõrge sulamis- ja keemistemperatuur, hea lahustuvus vees, tavatingimustes on need tahked ained. Näiteks naatrium- ja kaaliumkloriid on osa mereveest.
Lauasoola on inimesed kasutanud juba iidsetest aegadest. Praegu ei piirdu selle binaarse ühendi kasutamine söömisega. Naatriumkloriidi vesilahuse elektrolüüsil tekib metallinaatrium ja kloorigaas. Neid tooteid kasutatakse erinevates tootmisprotsessides, nagu naatriumhüdroksiid, vesinikkloriid.
Kaksindühendite tähendus
See rühm hõlmab tohutul hulgal aineid, nii et võime kindl alt öelda nende kasutamise ulatuse kohta erinevates inimtegevuse valdkondades. Ammoniaaki kasutatakse keemiatööstuses alähteaine lämmastikhappe valmistamisel, mineraalväetiste tootmisel. Just seda kahekomponentset ühendit kasutatakse peenorgaanilises sünteesis ja seda on kasutatud külmutusseadmetes pikka aega.
Volframkarbiidi ainulaadse kõvaduse tõttu on see ühend leidnud rakendust mitmesuguste lõikeriistade valmistamisel. Selle kahekomponentse ühendi keemiline inertsus võimaldab seda kasutada agressiivses keskkonnas: laboriseadmetes, ahjudes.
Hapnikuga segatud "naerugaasi" (lämmastikoksiid 1) kasutatakse meditsiinis üldnarkoosis.
Kõigil kahekomponentsetel ühenditel on keemilise sideme kovalentne või ioonne olemus, molekulaarne, ioonne või aatomkristallvõre.
Järeldus
Kabinaarühendite valemite koostamisel on vaja järgida teatud tegevusalgoritmi. Esimesena kirjutatakse element, millel on positiivne oksüdatsiooniaste (mille elektriline negatiivsuse väärtus on madalam). Teise elemendi oksüdatsiooniastme väärtuse määramisel lahutatakse kaheksast selle rühma arv, milles see asub. Kui saadud arvud erinevad üksteisest, määratakse vähim ühiskordne, seejärel arvutatakse indeksid.
Lisaks oksiididele hõlmavad need ühendid karbiide, silitsiide, peroksiide, hüdriide. Alumiinium- ja k altsiumkarbiide kasutatakse metaani ja atsetüleeni laboratoorseks tootmiseks, peroksiide kasutatakse keemiatööstuses tugevate oksüdeerijatena.
Halogeniid nagu vesinikfluoriid(vesinikfluoriidhape), kasutatakse elektrotehnikas jootmiseks. Kõige olulisemate kahekomponentsete ühendite hulgas, ilma milleta on elusorganismide olemasolu raske ette kujutada, on vesi esikohal. Selle anorgaanilise ühendi struktuuriomadusi uuritakse üksikasjalikult kooli keemiakursuses. Just tema näitel saavad poisid kahendühendite valemite koostamisel ettekujutuse toimingute järjestusest.
Kokkuvõttes märgime, et sellist kaasaegse tööstuse sfääri, inimelu valdkonda, kus kasutatakse erinevaid kahekomponentseid ühendeid, on raske leida.
