Οι δυαδικές ενώσεις είναι ουσίες που σχηματίζονται από δύο διαφορετικά χημικά στοιχεία. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για να δηλώσει την ποιοτική και ποσοτική σύνθεση των ανόργανων ενώσεων.
Οι δυαδικές χημικές ενώσεις θεωρούνται σημαντικό αντικείμενο στη μελέτη της φύσης των ουσιών. Κατά την περιγραφή τους, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες έννοιες: πόλωση δεσμού, κατάσταση οξείδωσης, σθένος. Αυτοί οι χημικοί όροι καθιστούν δυνατή την κατανόηση της ουσίας του σχηματισμού ενός χημικού δεσμού, τα δομικά χαρακτηριστικά των ανόργανων ουσιών.
Ας εξετάσουμε τις κύριες κατηγορίες δυαδικών ενώσεων, τα χαρακτηριστικά της χημικής δομής και των ιδιοτήτων τους, ορισμένους τομείς της βιομηχανικής τους εφαρμογής.
Οξείδια
Αυτή η κατηγορία ανόργανων ουσιών είναι η πιο κοινή στη φύση. Από τους γνωστούς εκπροσώπους αυτής της ομάδας ενώσεων ξεχωρίζουμε:
- οξείδιο του πυριτίου (άμμος ποταμού);
- οξείδιο του υδρογόνου (νερό);
- διοξείδιο του άνθρακα;
- άργιλος (οξείδιο αλουμινίου);
- σιδηρομετάλλευμα (οξείδια σιδήρου).
Τέτοιες δυαδικές ενώσεις είναι σύνθετες ουσίες, οι οποίες απαραίτητα περιέχουν οξυγόνο, παρουσιάζοντας κατάσταση οξείδωσης -2.
Συγκεντρωτικόκατάσταση των οξειδίων
Οι ενώσεις χαλκού, ασβεστίου, σιδήρου είναι κρυσταλλικά στερεά. Στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης έχουν και οξείδια ορισμένων μη μετάλλων, όπως το εξασθενές θείο, ο πεντασθενής φώσφορος, το πυρίτιο. Το υγρό υπό κανονικές συνθήκες είναι νερό. Η συντριπτική πλειοψηφία των ενώσεων οξυγόνου των μη μετάλλων είναι αέρια.
Χαρακτηριστικά της εκπαίδευσης
Πολλές δυαδικές ενώσεις οξυγόνου σχηματίζονται στη φύση. Για παράδειγμα, κατά την καύση καυσίμου, την αναπνοή, την αποσύνθεση της οργανικής ύλης, σχηματίζεται διοξείδιο του άνθρακα (μονοξείδιο του άνθρακα 4). Στον αέρα, η περιεκτικότητά του σε όγκο είναι περίπου 0,03 τοις εκατό.
Παρόμοιες δυαδικές ενώσεις είναι τα προϊόντα της ηφαιστειακής δραστηριότητας, καθώς και αναπόσπαστο μέρος του μεταλλικού νερού. Το διοξείδιο του άνθρακα δεν υποστηρίζει την καύση, επομένως αυτή η χημική ένωση χρησιμοποιείται για την κατάσβεση πυρκαγιών.
Πτητικές ενώσεις υδρογόνου
Τέτοιες δυαδικές ενώσεις είναι μια σημαντική ομάδα ουσιών που περιέχουν υδρογόνο. Μεταξύ των εκπροσώπων βιομηχανικής σημασίας, σημειώνουμε το μεθάνιο, το νερό, το υδρόθειο, την αμμωνία, καθώς και τα υδραλογονίδια.
Μέρος των πτητικών ενώσεων υδρογόνου υπάρχει στο νερό του εδάφους, στους ζωντανούς οργανισμούς, επομένως μπορούμε να μιλήσουμε για τον γεωχημικό και βιοχημικό τους ρόλο.
Για να δημιουργηθούν δυαδικές ενώσεις αυτού του τύπου, το υδρογόνο, που έχει σθένος, μπαίνει στην πρώτη θέση. Το δεύτερο στοιχείο είναι ένα μη μέταλλο με αρνητική κατάσταση οξείδωσης.
Για ευρετηρίασησε μια δυαδική ένωση μεταξύ σθένων, προσδιορίζεται το λιγότερο κοινό πολλαπλάσιο. Ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου προσδιορίζεται διαιρώντας το με το σθένος κάθε στοιχείου που αποτελεί την ένωση.
Υδροχλωρίδιο
Εξετάστε τους τύπους των δυαδικών ενώσεων: υδροχλώριο και αμμωνία. Αυτές οι ουσίες είναι σημαντικές για τη σύγχρονη χημική βιομηχανία. Το HCl υπό κανονικές συνθήκες είναι μια αέρια ένωση, εξαιρετικά διαλυτή στο νερό. Διαλύοντας αέριο υδροχλώριο παράγεται υδροχλωρικό οξύ, το οποίο χρησιμοποιείται σε πολλές χημικές διεργασίες και αλυσίδες παραγωγής.
Αυτή η δυαδική ένωση βρίσκεται στο γαστρικό υγρό ανθρώπων και ζώων, αποτελεί φραγμό για τα παθογόνα μικρόβια που εισέρχονται στο στομάχι με την τροφή.
Μεταξύ των βασικών τομέων εφαρμογής του υδροχλωρικού οξέος, ξεχωρίζουμε την παραγωγή χλωριόντων, τη σύνθεση προϊόντων που περιέχουν χλώριο, την αποξήρανση μετάλλων, τον καθαρισμό σωλήνων από οξείδια και ανθρακικά, την παραγωγή δέρματος.
Η αμμωνία, που έχει τον τύπο NH3, είναι ένα άχρωμο αέριο με συγκεκριμένη πικάντικη οσμή. Η απεριόριστη διαλυτότητά του στο νερό καθιστά δυνατή τη λήψη αμμωνίας, η οποία είναι σε ζήτηση στην ιατρική. Στη φύση, αυτή η δυαδική ένωση σχηματίζεται κατά την αποσύνθεση των οργανικών προϊόντων, τα οποία περιέχουν άζωτο.
Ταξινόμηση οξειδίων
Μια δυαδική ένωση μετάλλου που περιέχει οξυγόνο με σθένος 1 ή 2 είναι η κύριαοξείδιο. Για παράδειγμα, αυτή η ομάδα περιλαμβάνει οξείδια αλκαλίων και μετάλλων αλκαλικών γαιών.
Οξείδια μη μετάλλων, καθώς και μέταλλα με σθένος μεγαλύτερο από 4, είναι όξινες ενώσεις.
Ανάλογα με τις χημικές ιδιότητες των εκπροσώπων αυτής της κατηγορίας χωρίζονται σε ομάδες που σχηματίζουν άλατα και σε ομάδες που δεν σχηματίζουν άλατα.
Μεταξύ των τυπικών εκπροσώπων της δεύτερης ομάδας, σημειώνουμε το μονοξείδιο του άνθρακα (CO), το μονοξείδιο του αζώτου 1 (NO).
Σχηματισμός συστηματικών ονομάτων ενώσεων
Μεταξύ των εργασιών που προσφέρονται στους αποφοίτους που δίνουν τις κρατικές εξετάσεις στη χημεία, υπάρχει το εξής: "Φτιάξτε τους μοριακούς τύπους πιθανών δυαδικών ενώσεων οξυγόνου του θείου (άζωτο, φώσφορος)". Για να ανταπεξέλθετε στην εργασία, είναι απαραίτητο να έχετε μια ιδέα όχι μόνο για τον αλγόριθμο, αλλά και για τα χαρακτηριστικά της ονοματολογίας αυτής της κατηγορίας ανόργανων ουσιών.
Όταν σχηματίζετε το όνομα μιας δυαδικής ένωσης, αρχικά υποδεικνύετε το στοιχείο που βρίσκεται δεξιά στον τύπο, προσθέτοντας το επίθημα "id". Στη συνέχεια, υποδείξτε το όνομα του πρώτου στοιχείου. Για ομοιοπολικές ενώσεις, προστίθενται προθέματα, με τα οποία είναι δυνατός ο προσδιορισμός μιας ποσοτικής αναλογίας μεταξύ των συστατικών μερών μιας δυαδικής ένωσης.
Για παράδειγμα, το SO3 είναι τριοξείδιο του θείου, το N2O4 είναι διάζωτο τετροξείδιο, I2CL6 – εξαχλωρική δίοδος.
Αν μια δυαδική ένωση περιέχει ένα χημικό στοιχείο ικανό να εμφανίζει διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης, η κατάσταση οξείδωσης υποδεικνύεται σε παρένθεση μετά το όνομα της ένωσης.
Για παράδειγμα, δύο ενώσεις σιδήρουδιαφέρουν ως προς το όνομα: FeCL3 - οξείδιο σιδήρου (3), FeCL2 - οξείδιο σιδήρου (2).
Για τα υδρίδια, ιδιαίτερα τα μη μεταλλικά στοιχεία, χρησιμοποιήστε ασήμαντα ονόματα. Έτσι, το H2O είναι νερό, το HCL είναι υδροχλώριο, το HI είναι υδροχλωρικό, το HF είναι υδροφθορικό οξύ.
Κατιόντα
Τα θετικά ιόντα εκείνων των στοιχείων που είναι ικανά να σχηματίσουν μόνο ένα σταθερό ιόν έχουν τα ίδια ονόματα με τα ίδια τα σύμβολα. Σε αυτούς περιλαμβάνονται όλοι οι εκπρόσωποι της πρώτης και της δεύτερης ομάδας του περιοδικού συστήματος του Μεντελέεφ.
Για παράδειγμα, τα κατιόντα νατρίου και μαγνησίου μοιάζουν με: Na+, Mg2+. Τα μεταβατικά στοιχεία μπορούν να σχηματίσουν διάφορους τύπους κατιόντων, επομένως το όνομα πρέπει να υποδεικνύει το σθένος που εμφανίζεται σε κάθε μεμονωμένη περίπτωση.
Anions
Απλά (μονατομικά) και σύνθετα (πολυατομικά) ανιόντα χρησιμοποιούν το επίθημα -id.
Το επίθημα -am είναι ένα κοινό οξοανιόν ενός συγκεκριμένου στοιχείου. Για το οξοανιόν ενός στοιχείου που βρίσκεται στον τύπο με χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης χρησιμοποιείται το επίθημα -it. Το πρόθεμα υπο- χρησιμοποιείται για την ελάχιστη κατάσταση οξείδωσης και το per- για τη μέγιστη τιμή. Για παράδειγμα, το ιόν O2- είναι ένα ιόν οξειδίου και το O- είναι ένα υπεροξείδιο.
Υπάρχουν διάφορα ασήμαντα ονόματα για τους υδρίτες. Για παράδειγμα, το N2H4 ονομάζεται υδραζίνη και το PH3 ονομάζεται φωσφίνη.
Οξοανιόντα που περιέχουν θείο έχουν τα ακόλουθα ονόματα:
- SO42- - θειικό;
- S2O32- - θειοθειικό;
- NCS- - θειοκυανικό.
Αλάτια
Πολλές τελικές δοκιμές στη χημεία προσφέρουν την ακόλουθη εργασία: "Φτιάξτε τύπους για δυαδικές ενώσεις μετάλλων." Εάν τέτοιες ενώσεις περιέχουν ανιόντα χλωρίου, βρωμίου, ιωδίου, τέτοιες ενώσεις ονομάζονται αλογονίδια και ανήκουν στην κατηγορία των αλάτων. Κατά τη σύνθεση αυτών των δυαδικών ενώσεων, το μέταλλο τοποθετείται πρώτα, ακολουθούμενο από το αντίστοιχο ιόν αλογονιδίου.
Για να προσδιορίσετε τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου, βρείτε το μικρότερο πολλαπλάσιο μεταξύ των σθένων, κατά τη διαίρεση, λάβετε δείκτες.
Τέτοιες ενώσεις έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού, καλή διαλυτότητα στο νερό, υπό κανονικές συνθήκες είναι στερεές. Για παράδειγμα, το χλωριούχο νάτριο και το κάλιο αποτελούν μέρος του θαλασσινού νερού.
Το επιτραπέζιο αλάτι χρησιμοποιείται από τους ανθρώπους από την αρχαιότητα. Επί του παρόντος, η χρήση αυτής της δυαδικής ένωσης δεν περιορίζεται στο φαγητό. Η ηλεκτρόλυση ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου παράγει μέταλλο νάτριο και αέριο χλώριο. Αυτά τα προϊόντα χρησιμοποιούνται σε διάφορες διαδικασίες παραγωγής όπως υδροξείδιο νατρίου, υδροχλώριο.
Έννοια των δυαδικών ενώσεων
Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει έναν τεράστιο αριθμό ουσιών, επομένως μπορούμε να πούμε με σιγουριά για την κλίμακα χρήσης τους σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Η αμμωνία χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία ως απρόδρομος στην παραγωγή νιτρικού οξέος, την παραγωγή ορυκτών λιπασμάτων. Είναι αυτή η δυαδική ένωση που χρησιμοποιείται στη λεπτή οργανική σύνθεση και έχει χρησιμοποιηθεί στην ψύξη για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Λόγω της μοναδικής σκληρότητας του καρβιδίου του βολφραμίου, αυτή η ένωση έχει βρει εφαρμογή στην κατασκευή μιας ποικιλίας εργαλείων κοπής. Η χημική αδράνεια αυτής της δυαδικής ένωσης της επιτρέπει να χρησιμοποιείται σε επιθετικά περιβάλλοντα: εργαστηριακός εξοπλισμός, φούρνοι.
"Αέριο γέλιου" (νιτρικό οξείδιο 1) αναμεμειγμένο με οξυγόνο χρησιμοποιείται στην ιατρική για γενική αναισθησία.
Όλες οι δυαδικές ενώσεις έχουν ομοιοπολική ή ιοντική φύση του χημικού δεσμού, ένα μοριακό, ιοντικό ή ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα.
Συμπέρασμα
Κατά τη σύνταξη τύπων για δυαδικές ενώσεις, είναι απαραίτητο να ακολουθήσετε έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο ενεργειών. Το στοιχείο που παρουσιάζει θετική κατάσταση οξείδωσης (έχει χαμηλότερη τιμή ηλεκτρικής αρνητικότητας) γράφεται πρώτο. Κατά τον προσδιορισμό της τιμής της κατάστασης οξείδωσης του δεύτερου στοιχείου, ο αριθμός της ομάδας στην οποία βρίσκεται αφαιρείται από το οκτώ. Εάν οι αριθμοί που λαμβάνονται διαφέρουν μεταξύ τους, προσδιορίζεται το ελάχιστο κοινό πολλαπλάσιο, τότε υπολογίζονται οι δείκτες.
Εκτός από τα οξείδια, αυτές οι ενώσεις περιλαμβάνουν καρβίδια, πυριτικά, υπεροξείδια, υδρίδια. Τα καρβίδια αλουμινίου και ασβεστίου χρησιμοποιούνται για την εργαστηριακή παραγωγή μεθανίου και ακετυλενίου, τα υπεροξείδια χρησιμοποιούνται στη χημική βιομηχανία ως ισχυρά οξειδωτικά.
Ένα αλογονίδιο όπως το υδροφθόριο(υδροφθορικό οξύ), που χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική μηχανική για συγκόλληση. Μεταξύ των σημαντικότερων δυαδικών ενώσεων, χωρίς τις οποίες είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς την ύπαρξη ζωντανών οργανισμών, το νερό προηγείται. Τα δομικά χαρακτηριστικά αυτής της ανόργανης ένωσης μελετώνται λεπτομερώς στο μάθημα της σχολικής χημείας. Στο παράδειγμά της τα παιδιά παίρνουν μια ιδέα για τη σειρά των ενεργειών κατά τη σύνταξη τύπων για δυαδικές ενώσεις.
Συμπερασματικά, σημειώνουμε ότι είναι δύσκολο να βρεθεί μια τέτοια σφαίρα της σύγχρονης βιομηχανίας, ένας τομέας της ανθρώπινης ζωής, όπου κι αν χρησιμοποιούνται διάφορες δυαδικές ενώσεις.
