Бинарлы қосылыстар – екі түрлі химиялық элементтен түзілетін заттар. Бұл термин бейорганикалық қосылыстардың сапалық және сандық құрамын белгілеу үшін қолданылады.
Бинарлы химиялық қосылыстар заттардың табиғатын зерттеудің маңызды объектісі болып саналады. Оларды сипаттау кезінде келесі ұғымдар қолданылады: байланыстың поляризациясы, тотығу дәрежесі, валенттілік. Бұл химиялық терминдер химиялық байланыстың түзілу мәнін, бейорганикалық заттардың құрылымдық ерекшеліктерін түсінуге мүмкіндік береді.
Бинарлы қосылыстардың негізгі кластарын, олардың химиялық құрылымы мен қасиеттерінің ерекшеліктерін, өнеркәсіпте қолданудың кейбір салаларын қарастырайық.
Оксидтер
Бейорганикалық заттардың бұл класы табиғатта ең көп таралған. Осы қосылыстар тобының танымал өкілдерінің ішінде біз мыналарды бөліп аламыз:
- кремний оксиді (өзен құмы);
- сутегі оксиді (су);
- көмірқышқыл газы;
- саз (алюминий оксиді);
- темір рудасы (темір оксидтері).
Мұндай екілік қосылыстар -2 тотығу дәрежесін көрсететін, міндетті түрде оттегі болатын күрделі заттар.
Жиынтықоксидтер күйі
Мыс, кальций, темір қосылыстары кристалды қатты заттар. Агрегацияның бірдей күйінде алты валентті күкірт, бес валентті фосфор, кремний сияқты кейбір бейметалдардың оксидтері болады. Қалыпты жағдайда сұйықтық су болып табылады. Бейметалдардың оттегі қосылыстарының басым көпшілігі газдар.
Білім беру ерекшеліктері
Табиғатта көптеген екілік оттегі қосылыстары түзілген. Мысалы, отынның жануы, тыныс алуы, органикалық заттардың ыдырауы кезінде көмірқышқыл газы (көмірқышқыл газы 4) түзіледі. Ауада оның көлемі шамамен 0,03 пайызды құрайды.
Ұқсас екілік қосылыстар жанартау белсенділігінің өнімдері, сондай-ақ минералды судың құрамдас бөлігі болып табылады. Көмірқышқыл газы жануды қолдамайды, сондықтан бұл химиялық қосылыс өрттерді сөндіру үшін қолданылады.
Ұшпа сутегі қосылыстары
Мұндай екілік қосылыстар құрамында сутегі бар заттардың маңызды тобы болып табылады. Өнеркәсіптік маңызы бар өкілдерінің ішінде метан, су, күкіртсутек, аммиак, сондай-ақ галогенсутектерді атап өтеміз.
Ұшпа сутегі қосылыстарының бір бөлігі топырақ суларында, тірі организмдерде болады, сондықтан олардың геохимиялық және биохимиялық рөлі туралы айтуға болады.
Осындай түрдегі екілік қосылыстар жасау үшін бірінші орынға валенттілігі бар сутегі қойылады. Екінші элемент - теріс тотығу дәрежесі бар металл емес.
Индекстеу үшінваленттілік арасындағы екілік қосылыста ең кіші ортақ еселік анықталады. Әрбір элемент атомдарының саны оны қосылысты құрайтын әрбір элементтің валенттілігіне бөлу арқылы анықталады.
Гидрохлорид
Екілік қосылыстардың формулаларын қарастырайық: хлорсутек және аммиак. Дәл осы заттар қазіргі химия өнеркәсібі үшін маңызды. Қалыпты жағдайда HCl суда жақсы еритін газ тәрізді қосылыс болып табылады. Хлорлы сутегі газын еріту көптеген химиялық процестер мен өндірістік тізбектерде қолданылатын тұз қышқылын түзеді.
Бұл екілік қосылыс адам мен жануарлардың асқазан сөлінде кездеседі, ол тамақпен бірге асқазанға түсетін патогенді микробтарға тосқауыл болып табылады.
Тұз қышқылын қолданудың негізгі бағыттарының ішінде хлоридтер өндірісін, құрамында хлор бар өнімдерді синтездеу, металдарды тұздау, құбырларды оксидтер мен карбонаттардан тазарту, былғары өндірісін ерекше атап өтеміз.
Аммиак формуласы NH3, ерекше өткір иісі бар түссіз газ. Оның суда шексіз ерігіштігі медицинада сұранысқа ие аммиак алуға мүмкіндік береді. Табиғатта бұл екілік қосылыс құрамында азот бар органикалық өнімдердің ыдырауы кезінде түзіледі.
Оксидтердің жіктелуі
1 немесе 2 валенттілігі бар металдың оттегі бар екілік қосылысы негізгі болып табылады.оксиді. Мысалы, бұл топқа сілтілі және сілтілі жер металдарының оксидтері кіреді.
Бейметалдардың оксидтері, сондай-ақ валенттілігі 4-тен жоғары металдар қышқыл қосылыстарға жатады.
Химиялық қасиеттеріне байланысты бұл класс өкілдері тұз түзуші және тұз түзбейтін топтарға бөлінеді.
Екінші топтың типтік өкілдерінің ішінде көміртек оксиді (СО), азот оксиді 1 (NO) атап өтеміз.
Қосылыстардың жүйелі атауларының жасалуы
Химиядан мемлекеттік емтихан тапсыратын түлектерге ұсынылатын тапсырмалардың ішінде мынау бар: «Күкірттің (азот, фосфор) мүмкін болатын екілік оттекті қосылыстарының молекулалық формулаларын құрастыр». Тапсырманы орындау үшін тек алгоритм туралы ғана емес, бейорганикалық заттардың осы класының номенклатурасының ерекшеліктері туралы да түсінік болуы керек.
Бинарлы қосылыстың атын құру кезінде алдымен формуланың оң жағында орналасқан элементті "id" жұрнағын қосып көрсетіңіз. Содан кейін бірінші элементтің атын көрсетіңіз. Ковалентті қосылыстар үшін екілік қосылыстың құрамдас бөліктері арасындағы сандық қатынасты орнатуға болатын префикстер қосылады.
Мысалы, SO3 - күкірт триоксиді, N2O4 - динитроген тетроксид, I2CL6 – диодты гексахлорид.
Егер екілік қосылыста әртүрлі тотығу дәрежелерін көрсете алатын химиялық элемент болса, тотығу дәрежесі қосылыс атауынан кейін жақшада көрсетіледі.
Мысалы, екі темір қосылысыатауы бойынша ерекшеленеді: FeCL3 - темір оксиді (3), FeCL2 - темір оксиді (2).
Гидридтер, әсіресе металл емес элементтер үшін тривиальды атауларды пайдаланыңыз. Сонымен, H2O – су, HCL – хлорсутек, HI – йодид сутегі, HF – фторсутек қышқылы.
Кациондар
Тек бір тұрақты ион түзе алатын элементтердің оң иондары таңбалардың өздерімен бірдей аттармен аталады. Оларға Менделеевтің периодтық жүйесінің бірінші және екінші тобының барлық өкілдері жатады.
Мысалы, натрий және магний катиондары келесідей болады: Na+, Mg2+. Өтпелі элементтер катиондардың бірнеше түрін құра алады, сондықтан атау әрбір жеке жағдайда пайда болатын валенттілікті көрсетуі керек.
Аниондар
Қарапайым (монатомды) және күрделі (көп атомды) аниондар -id жұрнағын пайдаланады.
-am жұрнағы белгілі бір элементтің жалпы оксоанионы. Тотығу дәрежесі төмен формуладағы элементтің оксоанионы үшін -it жұрнағы қолданылады. Гипо- префиксі минималды тотығу дәрежесі үшін, ал ең үлкен мән үшін per- қолданылады. Мысалы, O2- ионы оксид ионы, ал O- - пероксид.
Гидридтердің әртүрлі тривиальды атаулары бар. Мысалы, N2H4 гидразин, ал PH3 фосфин деп аталады.
Құрамында күкірт бар оксоаниондардың келесі атаулары бар:
- SO42- - сульфат;
- S2O32- - тиосульфат;
- NCS- - тиоцианат.
Тұздар
Химиядағы көптеген соңғы сынақтар келесі тапсырманы ұсынады: "Металдардың екілік қосылыстары үшін формулалар жасаңыз." Мұндай қосылыстардың құрамында хлор, бром, йод аниондары болса, мұндай қосылыстар галогенидтер деп аталады және тұздар класына жатады. Бұл екілік қосылыстарды құрастырған кезде алдымен металл, содан кейін сәйкес галоген ионы қойылады.
Әр элемент атомдарының санын анықтау үшін валенттіліктер арасындағы ең кіші еселікті табыңыз, бөлу кезінде индекстерді алыңыз.
Мұндай қосылыстардың балқу және қайнау температурасы жоғары, суда жақсы ерігіштігі бар, қалыпты жағдайда олар қатты заттар болып табылады. Мысалы, натрий және калий хлоридтері теңіз суының бөлігі болып табылады.
Асханалық тұзды адамдар ерте заманнан қолданып келеді. Қазіргі уақытта бұл екілік қосылысты қолдану тек тамақтанумен шектелмейді. Натрий хлоридінің сулы ерітіндісінің электролизі натрий металы мен хлор газын шығарады. Бұл өнімдер натрий гидроксиді, хлорсутек сияқты әртүрлі өндіріс процестерінде қолданылады.
Бинарлы қосылыстардың мағынасы
Бұл топқа көптеген заттар кіреді, сондықтан оларды адам қызметінің әртүрлі салаларында қолдану ауқымы туралы сеніммен айта аламыз. Аммиак химия өнеркәсібінде қолданыладыазот қышқылын өндіруде, минералды тыңайтқыштар өндірісінде прекурсор. Дәл осы бинарлы қосылыс жұқа органикалық синтезде қолданылады және тоңазытқышта ұзақ уақыт бойы қолданылған.
Вольфрам карбидінің ерекше қаттылығына байланысты бұл қосылыс әртүрлі кескіш құралдарды өндіруде қолданыс тапты. Бұл екілік қосылыстың химиялық инерттілігі оны агрессивті орталарда қолдануға мүмкіндік береді: зертханалық жабдықтар, пештер.
Оттегімен араласқан «Күлдіргіш газ» (азот оксиді 1) медицинада жалпы анестезия үшін қолданылады.
Барлық екілік қосылыстардың химиялық байланыстың ковалентті немесе иондық табиғаты, молекулалық, иондық немесе атомдық кристалдық торы бар.
Қорытынды
Бинарлы қосылыстарға формулаларды құрастыру кезінде белгілі бір әрекеттер алгоритмін сақтау қажет. Алдымен оң тотығу дәрежесін көрсететін элемент (электрлік теріс мәні төмен) жазылады. Екінші элементтің тотығу дәрежесінің мәнін анықтау кезінде сегізден ол орналасқан топтың саны шегеріледі. Егер алынған сандар бір-бірінен ерекшеленсе, ең кіші ортақ еселік анықталады, содан кейін индекстер есептеледі.
Оксидтерден басқа бұл қосылыстарға карбидтер, силицидтер, пероксидтер, гидридтер жатады. Алюминий мен кальций карбидтері метан мен ацетиленді зертханалық алу үшін, пероксидтер химия өнеркәсібінде күшті тотықтырғыш ретінде қолданылады.
Фторид сутегі тәрізді галогенид(фторлы сутек қышқылы), электротехникада дәнекерлеу үшін қолданылады. Ең маңызды бинарлы қосылыстардың ішінде оларсыз тірі организмдердің тіршілігін елестету қиын, су бірінші орында тұр. Бұл бейорганикалық қосылыстың құрылымдық ерекшеліктері мектептегі химия курсында жан-жақты зерттеледі. Оның мысалында жігіттер екілік қосылыстар үшін формулаларды құрастыру кезіндегі әрекеттер тізбегі туралы түсінік алады.
Қорытындылай келе, әр түрлі бинарлы қосылыстар қолданылатын жерде заманауи индустрияның мұндай саласын, адам өмірінің саласын табу қиын екенін атап өтеміз.
