Binäre Verbindungen sind was?

Binäre Verbindungen sind Substanzen, die aus zwei verschiedenen chemischen Elementen bestehen. Dieser Begriff wird verwendet, um die qualitative und quantitative Zusammensetzung anorganischer Verbindungen zu bezeichnen.

Binäre chemische Verbindungen werden als wichtig angesehenGegenstand in der Untersuchung der Natur von Substanzen. Bei ihrer Beschreibung werden folgende Konzepte verwendet: Bindungspolarisation, Oxidationsstufe, Valenz. Diese chemischen Begriffe ermöglichen es, das Wesen der Bildung einer chemischen Bindung, die strukturellen Merkmale anorganischer Substanzen, zu verstehen.

Betrachten Sie die Hauptklassen binärer Verbindungen, Merkmale ihrer chemischen Struktur und Eigenschaften sowie einige Bereiche ihrer industriellen Anwendung.

Oxide

Diese Klasse anorganischer Substanzen ist in der Natur am häufigsten anzutreffen. Unter den bekannten Vertretern dieser Gruppe von Verbindungen heben wir hervor:

• Siliziumoxid (Flusssand);
• Wasserstoffoxid (Wasser);
• Kohlendioxid;
• Ton (Aluminiumoxid);
• Eisenerz (Eisenoxide).

Solche binären Verbindungen sind komplexe Substanzen, die notwendigerweise Sauerstoff enthalten, der eine Oxidationsstufe von -2 aufweist.

Gesamtzustand der Oxide

Verbindungen von Kupfer, Kalzium, Eisen sindkristalline Feststoffe. Oxide einiger Nichtmetalle haben den gleichen Aggregatzustand, beispielsweise sechswertiger Schwefel, fünfwertiger Phosphor, Silizium. Die Flüssigkeit ist unter normalen Bedingungen Wasser. Die überwiegende Mehrheit der Sauerstoffverbindungen von Nichtmetallen sind Gase.

Bildungsmerkmale

Es werden viele binäre Sauerstoffverbindungen gebildetin der Natur. Beispielsweise entsteht bei der Verbrennung von Kraftstoff, beim Atmen und beim Zerfall organischer Stoffe Kohlendioxid (Kohlenmonoxid 4). In Luft beträgt sein Volumengehalt etwa 0,03 Prozent.

Ähnliche binäre Verbindungen sind ProdukteAktivität von Vulkanen sowie ein wesentlicher Bestandteil des Mineralwassers. Kohlendioxid unterstützt die Verbrennung nicht, daher wird diese chemische Verbindung zum Löschen von Bränden verwendet.

Flüchtige Wasserstoffverbindungen

Solche binären Verbindungen sind eine wichtige GruppeSubstanzen, die Wasserstoff enthalten. Unter den Vertretern von industrieller Bedeutung sind Methan, Wasser, Schwefelwasserstoff, Ammoniak sowie Halogenwasserstoffe zu nennen.

Einige der flüchtigen Wasserstoffverbindungen sind in Bodengewässern und lebenden Organismen vorhanden, sodass wir über ihre geochemische und biochemische Rolle sprechen können.

Um binäre Verbindungen dieses Typs herzustellen, wird in erster Linie Wasserstoff eingesetzt, der eine Wertigkeit hat. Das zweite Element ist ein Nichtmetall mit einer negativen Oxidationsstufe.

Anordnen von Indizes in einem binären JoinDas kleinste gemeinsame Vielfache wird zwischen den Valenzen bestimmt. Die Anzahl der Atome jedes Elements wird bestimmt, indem es durch die Wertigkeit jedes Elements dividiert wird, das Teil der Verbindung ist.

Chlorwasserstoff

Betrachten Sie die Formeln für binäre Verbindungen:Chlorwasserstoff und Ammoniak. Es sind diese Substanzen, die für die moderne chemische Industrie wichtig sind. HCl ist unter normalen Bedingungen eine gasförmige Verbindung, die in Wasser gut löslich ist. Nach dem Auflösen von Chlorwasserstoffgas entsteht Salzsäure, die in vielen chemischen Prozessen und Industrieketten eingesetzt wird.

Diese binäre Verbindung kommt im Magensaft von Menschen und Tieren vor und ist eine Barriere für pathogene Mikroben, die mit der Nahrung in den Magen eindringen.

Zu den Hauptanwendungsgebieten von Salzsäure zählen die Herstellung von Chloriden, die Synthese chlorhaltiger Produkte, das Ätzen von Metallen, die Reinigung von Rohren von Oxiden und Carbonaten sowie die Lederherstellung.

Ammoniak mit der Formel NH₃ist ein farbloses Gas mitspezifischer stechender Geruch. Seine unbegrenzte Löslichkeit in Wasser ermöglicht es, Ammoniak zu erhalten, das in der Medizin gefragt ist. In der Natur entsteht diese binäre Verbindung beim Zerfall organischer Produkte, die Stickstoff enthalten.

Einstufung von Oxiden

Die sauerstoffhaltige binäre Verbindung eines Metalls mit einer Wertigkeit von 1 oder 2 ist das basische Oxid. Zum Beispiel umfasst diese Gruppe Oxide von Alkali- und Erdalkalimetallen.

Nichtmetalloxide sowie Metalle mit einer Wertigkeit von mehr als 4 sind saure Verbindungen.

Vertreter dieser Klasse werden je nach chemischen Eigenschaften in salzbildende und nicht salzbildende Gruppen eingeteilt.

Unter den typischen Vertretern der zweiten Gruppe stellen wir Kohlenmonoxid (CO), Stickoxid 1 (NO) fest.

Bildung systematischer Namen von Verbindungen

Unter den Aufgaben, die Absolventen angeboten werden, die bestehenStaatsexamen in der Chemie gibt es auch folgendes: "Bilden Sie die Molekülformeln möglicher binärer Sauerstoffverbindungen von Schwefel (Stickstoff, Phosphor)." Um die anstehende Aufgabe zu bewältigen, ist es notwendig, nicht nur eine Vorstellung vom Algorithmus zu haben, sondern auch von den Merkmalen der Nomenklatur dieser Klasse anorganischer Substanzen.

Bei der Bildung des Namens der BinärdateiVerbindungen geben zunächst das Element an, das sich rechts in der Formel befindet, und fügen das Suffix "id" hinzu. Geben Sie als Nächstes den Namen des ersten Elements an. Für kovalente Verbindungen werden Präfixe hinzugefügt, mit denen Sie ein quantitatives Verhältnis zwischen den Bestandteilen einer binären Verbindung festlegen können.

Zum Beispiel SO₃ - Schwefeltrioxid, N.₂Oh!₄ - Distickstofftetroxid, I.₂CL₆ - Diode Hexachlorid.

Wenn ein chemisches Element in einer binären Verbindung vorhanden ist, die unterschiedliche Oxidationsstufen aufweisen kann, wird die Oxidationsstufe in Klammern nach dem Namen der Verbindung angegeben.

Zum Beispiel unterscheiden sich zwei Eisenverbindungen im Namen: FeCL₃ - Eisenoxid (3), FeCL₂ - Eisenoxid (2).

Für Hydride, insbesondere nichtmetallische Elemente, werden triviale Namen verwendet. Also, H.₂O-Wasser, HCL-Chlorwasserstoff, HI-Iodwasserstoff, HF-Flusssäure.

Kationen

Positive Ionen dieser Elemente, diein der Lage, nur ein stabiles Ion zu bilden, geben Sie die gleichen Namen wie die Symbole selbst. Dazu gehören alle Vertreter der ersten und zweiten Gruppe des Periodensystems von Mendeleev.

Beispielsweise haben Natrium- und Magnesiumkationen die Form: Na⁺, Mg²⁺... Übergangselemente können verschiedene Arten von Kationen bilden, daher muss der Name die Wertigkeit angeben, die sich in jedem Einzelfall manifestiert.

Anionen

Für einfache (einatomige) und komplexe (mehratomige) Anionen wird das Suffix –id verwendet.

Ein weit verbreitetes Oxoanion eines bestimmtenDas Element ist das Suffix -am. Für das Oxoanion eines Elements in der Formel mit einer niedrigeren Oxidationsstufe wird das Suffix –it verwendet. Für die minimale Oxidationsstufe wird das Präfix hypo und für den Maximalwert das Präfix verwendet. Zum Beispiel Ion O.^2- ist ein Oxidion und O.^- - Peroxid.

Es gibt auch verschiedene triviale Namen für Hydride. Zum Beispiel N.₂X₄ genannt Hydrazin und PH₃ Phosphin genannt.

Schwefelhaltige Oxoanionen haben folgende Namen:

• CO4^2- - Sulfat;
• Mit₂Oh!₃^2- - Thiosulfat;
• NCS^- - Thiocyanat.

Salz

Viele Chemie-Abschlusstests legen nahedie nächste Aufgabe: "Bilden Sie die Formeln der binären Metallverbindungen." Wenn solche Verbindungen Anionen von Chlor, Brom, Jod enthalten, werden solche Verbindungen Halogenide genannt und gehören zur Klasse der Salze. Bei der Erstellung der Formeln dieser binären Verbindungen wird zuerst das Metall und dann das entsprechende Halogenidion eingesetzt.

Um die Anzahl der Atome jedes Elements zu bestimmen, wird das kleinste Vielfache zwischen den Valenzen gefunden, und beim Teilen werden Indizes erhalten.

Diese Verbindungen haben einen hohen Schmelzpunktund Kochen, gute Löslichkeit in Wasser, unter normalen Bedingungen sind sie Feststoffe. Beispielsweise werden Natrium- und Kaliumchloride im Meerwasser gefunden.

Die Menschen verwenden seit der Antike Speisesalz.Derzeit ist die Verwendung dieser binären Verbindung nicht auf den Verzehr von Lebensmitteln beschränkt. Die Elektrolyse einer wässrigen Natriumchloridlösung erzeugt metallisches Natrium- und Chlorgas. Diese Produkte werden in verschiedenen industriellen Prozessen eingesetzt, beispielsweise zur Herstellung von Natriumhydroxid und Chlorwasserstoff.

Die Bedeutung von binären Verbindungen

Diese Gruppe umfasst eine große Anzahl vonSubstanzen, daher können wir sicher über das Ausmaß ihrer Verwendung in verschiedenen Bereichen menschlicher Aktivität sprechen. Ammoniak in der chemischen Industrie wird als Vorstufe bei der Herstellung von Salpetersäure und bei der Herstellung von Mineraldüngern verwendet. Es ist diese binäre Verbindung, die in der feinen organischen Synthese verwendet wird und seit langem in Kühlaggregaten verwendet wird.

Aufgrund der einzigartigen Härte von WolframcarbidDiese Verbindung hat Anwendung bei der Herstellung verschiedener Schneidwerkzeuge gefunden. Die chemische Inertheit dieser binären Verbindung ermöglicht den Einsatz in aggressiven Umgebungen: Laborgeräten, Öfen.

Mit Sauerstoff vermischtes Lachgas (Stickoxid 1) wird in der Medizin zur Vollnarkose eingesetzt.

Alle binären Verbindungen haben eine kovalente oder ionische chemische Bindung, ein molekulares, ionisches oder atomares Kristallgitter.

Fazit

Bei der Erstellung von Formeln für binäre VerbindungenEs ist notwendig, eine bestimmte Abfolge von Aktionen zu befolgen. Zunächst wird das Element aufgezeichnet, das eine positive Oxidationsstufe aufweist (einen niedrigeren Wert für die elektrische Negativität aufweist). Bei der Bestimmung des Wertes der Oxidationsstufe des zweiten Elements wird die Gruppennummer, in der es sich befindet, von acht abgezogen. Wenn sich die erhaltenen Zahlen voneinander unterscheiden, das kleinste gemeinsame Vielfache bestimmt wird, werden die Indizes berechnet.

Zu diesen Verbindungen gehören neben Oxiden auchCarbide, Silizide, Peroxide, Hydride. Aluminium- und Calciumcarbide werden für die Laborproduktion von Methan und Acetylen verwendet, Peroxide werden in der chemischen Industrie als starke Oxidationsmittel verwendet.

Ein Halogenid wie Fluorwasserstoff (Flusssäure)Säure), in der Elektrotechnik zum Löten verwendet. Unter den wichtigsten binären Verbindungen, ohne die man sich die Existenz lebender Organismen kaum vorstellen kann, liegt Wasser an der Spitze. Die strukturellen Merkmale dieser anorganischen Verbindung werden im Schulchemiekurs ausführlich untersucht. An ihrem Beispiel bekommen die Jungs eine Vorstellung von der Abfolge der Aktionen, wenn sie Formeln für binäre Verbindungen erstellen.

Zusammenfassend stellen wir fest, dass es schwierig ist, eine solche Sphäre der modernen Industrie, einen Bereich des menschlichen Lebens, überall dort zu finden, wo verschiedene binäre Verbindungen verwendet werden.