สารประกอบไบนารี - มันคืออะไร?

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

สารประกอบไบนารีคือสารที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีสองชนิดที่แตกต่างกัน คำนี้ใช้เพื่อแสดงถึงองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของสารประกอบอนินทรีย์

สารประกอบเคมีไบนารีถือเป็นวัตถุสำคัญในการศึกษาธรรมชาติของสาร เมื่ออธิบายสิ่งเหล่านี้จะใช้แนวคิดต่อไปนี้: โพลาไรซ์ของพันธะ, สถานะออกซิเดชัน, ความจุ คำศัพท์ทางเคมีเหล่านี้ทำให้สามารถเข้าใจสาระสำคัญของการก่อตัวของพันธะเคมี ลักษณะโครงสร้างของสารอนินทรีย์

ลองพิจารณาคลาสหลักของสารประกอบไบนารี คุณสมบัติของโครงสร้างทางเคมีและคุณสมบัติ บางพื้นที่ของการใช้งานทางอุตสาหกรรมของพวกมัน

ออกไซด์

สารอนินทรีย์ประเภทนี้มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ ในบรรดาตัวแทนที่รู้จักกันดีของสารประกอบกลุ่มนี้ เราแยกเฉพาะ:

• ซิลิกอนออกไซด์ (ทรายแม่น้ำ);
• ไฮโดรเจนออกไซด์ (น้ำ);
• คาร์บอนไดออกไซด์;
• ดินเหนียว (อะลูมิเนียมออกไซด์);
• แร่เหล็ก (เหล็กออกไซด์).

สารประกอบไบนารีดังกล่าวเป็นสารที่ซับซ้อน ซึ่งจำเป็นต้องมีออกซิเจน โดยแสดงสถานะออกซิเดชันเป็น -2

รวมสถานะของออกไซด์

สารประกอบของทองแดง แคลเซียม เหล็ก เป็นของแข็งที่เป็นผลึก สถานะการรวมตัวแบบเดียวกันมีออกไซด์ของอโลหะบางชนิด เช่น ซัลเฟอร์เฮกซะวาเลนต์ ฟอสฟอรัสเพนตาวาเลนต์ ซิลิกอน ของเหลวภายใต้สภาวะปกติคือน้ำ สารประกอบออกซิเจนที่ไม่ใช่โลหะส่วนใหญ่เป็นก๊าซ

คุณลักษณะของการศึกษา

สารประกอบออกซิเจนไบนารีจำนวนมากก่อตัวขึ้นในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่นในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงการหายใจการสลายตัวของสารอินทรีย์จะเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนมอนอกไซด์ 4) ปริมาณเนื้อหาในอากาศประมาณ 0.03 เปอร์เซ็นต์

สารประกอบเลขฐานสองที่คล้ายคลึงกันคือผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมภูเขาไฟและส่วนประกอบสำคัญของน้ำแร่ คาร์บอนไดออกไซด์ไม่สนับสนุนการเผาไหม้ สารเคมีชนิดนี้จึงถูกใช้ดับไฟ

สารประกอบไฮโดรเจนระเหยง่าย

สารประกอบไบนารีดังกล่าวเป็นกลุ่มของสารสำคัญที่มีไฮโดรเจนอยู่ ในบรรดาตัวแทนที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม เราสังเกตเห็นมีเทน น้ำ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย และไฮโดรเจนเฮไลด์

ส่วนหนึ่งของสารประกอบไฮโดรเจนระเหยง่ายมีอยู่ในน้ำในดิน สิ่งมีชีวิต เราจึงสามารถพูดคุยเกี่ยวกับบทบาทธรณีเคมีและชีวเคมีของพวกมันได้

ในการทำสารประกอบเลขฐานสองประเภทนี้ ไฮโดรเจน ซึ่งมีเวเลนซ์ถูกวางไว้ที่แรก องค์ประกอบที่สองคืออโลหะที่มีสถานะออกซิเดชันเชิงลบ

สำหรับการจัดทำดัชนีในสารประกอบไบนารีระหว่างเวเลนซ์ ตัวคูณร่วมน้อยจะถูกกำหนด จำนวนอะตอมของธาตุแต่ละธาตุถูกกำหนดโดยการหารด้วยความจุของธาตุแต่ละตัวที่ประกอบเป็นสารประกอบ

ไฮโดรคลอไรด์

พิจารณาสูตรของสารประกอบไบนารี: ไฮโดรเจนคลอไรด์และแอมโมเนีย เป็นสารเหล่านี้ที่มีความสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเคมีสมัยใหม่ HCl ภายใต้สภาวะปกติเป็นสารประกอบที่เป็นก๊าซซึ่งละลายได้สูงในน้ำ การละลายก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ทำให้เกิดกรดไฮโดรคลอริก ซึ่งใช้ในกระบวนการทางเคมีและห่วงโซ่การผลิตจำนวนมาก

สารประกอบไบนารีนี้พบได้ในน้ำย่อยของมนุษย์และสัตว์ มันเป็นอุปสรรคต่อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคที่เข้าสู่กระเพาะอาหารด้วยอาหาร

ในส่วนหลักของการใช้กรดไฮโดรคลอริก เราเน้นที่การผลิตคลอไรด์ การสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วยคลอรีน การดองโลหะ การทำความสะอาดท่อจากออกไซด์และคาร์บอเนต การผลิตเครื่องหนัง

แอมโมเนียซึ่งมีสูตร NH₃ เป็นก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นฉุนเฉพาะ ความสามารถในการละลายน้ำได้ไม่จำกัดทำให้ได้แอมโมเนียซึ่งเป็นที่ต้องการของยา โดยธรรมชาติแล้ว สารประกอบไบนารีนี้ก่อตัวขึ้นในระหว่างการสลายตัวของผลิตภัณฑ์อินทรีย์ซึ่งมีไนโตรเจน

การจำแนกออกไซด์

สารประกอบไบนารีที่ประกอบด้วยออกซิเจนของโลหะที่มีความจุ 1 หรือ 2 เป็นหลักออกไซด์ ตัวอย่างเช่น กลุ่มนี้รวมถึงออกไซด์ของโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท

ออกไซด์ของอโลหะและโลหะที่มีความจุมากกว่า 4 เป็นสารประกอบที่เป็นกรด

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของตัวแทนในกลุ่มนี้แบ่งออกเป็นกลุ่มที่สร้างเกลือและกลุ่มที่ไม่ใช่รูปแบบเกลือ

ในบรรดาตัวแทนทั่วไปของกลุ่มที่สอง เราสังเกตคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไนตริกออกไซด์ 1 (NO)

การสร้างชื่ออย่างเป็นระบบของสารประกอบ

ในภารกิจที่เสนอให้บัณฑิตที่สอบวิชาเคมี มีสิ่งนี้: "สร้างสูตรโมเลกุลของสารประกอบออกซิเจนไบนารีที่เป็นไปได้ของกำมะถัน (ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส)" เพื่อที่จะรับมือกับงาน จำเป็นต้องมีความคิดไม่เพียงแค่เกี่ยวกับอัลกอริธึมเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับคุณสมบัติของระบบการตั้งชื่อของสารอนินทรีย์ประเภทนี้ด้วย

เมื่อสร้างชื่อของสารประกอบไบนารี เริ่มแรกให้ระบุองค์ประกอบที่อยู่ทางด้านขวาในสูตร โดยเติมส่วนต่อท้าย "id" ถัดไป ระบุชื่อขององค์ประกอบแรก สำหรับสารประกอบโควาเลนต์ คำนำหน้าจะถูกเติมเข้าไป ซึ่งทำให้สามารถสร้างอัตราส่วนเชิงปริมาณระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ของสารประกอบไบนารีได้

ตัวอย่างเช่น SO₃ คือซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ N₂O₄ คือไดไนโตรเจน เตตรอกไซด์, I₂CL₆ – diode hexachloride.

หากสารประกอบไบนารีมีองค์ประกอบทางเคมีที่สามารถแสดงสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกัน สถานะออกซิเดชันจะแสดงในวงเล็บหลังชื่อของสารประกอบ

ตัวอย่างเช่น สารประกอบเหล็กสองชนิดต่างกันในชื่อ: FeCL₃ - ไอรอนออกไซด์ (3), FeCL₂ - ไอรอนออกไซด์ (2).

สำหรับไฮไดรด์ โดยเฉพาะองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ ให้ใช้ชื่อที่ไม่สำคัญ ดังนั้น H₂O คือน้ำ HCL คือไฮโดรเจนคลอไรด์ HI คือไฮโดรเจนไอโอไดด์ HF คือกรดไฮโดรฟลูออริก

Cations

ไอออนบวกของธาตุเหล่านั้นที่สามารถสร้างไอออนที่เสถียรเพียงตัวเดียวจะมีชื่อเหมือนกับสัญลักษณ์เอง ซึ่งรวมถึงตัวแทนทั้งหมดของกลุ่มที่หนึ่งและสองของระบบธาตุ Mendeleev

ตัวอย่างเช่น ไอออนบวกโซเดียมและแมกนีเซียมมีลักษณะดังนี้: Na⁺, Mg²⁺ องค์ประกอบการเปลี่ยนผ่านสามารถสร้างไอออนบวกได้หลายประเภท ดังนั้นชื่อจะต้องระบุความจุที่ปรากฏในแต่ละกรณี

แอนไอออน

แอนไอออนแบบธรรมดา (monatomic) และเชิงซ้อน (polyatomic) ใช้คำต่อท้าย -id

คำต่อท้าย -am เป็นคำสามัญขององค์ประกอบบางอย่าง สำหรับ oxoanion ขององค์ประกอบที่อยู่ในสูตรที่มีสถานะออกซิเดชันต่ำกว่า จะใช้คำต่อท้าย -มัน คำนำหน้า hypo- ใช้สำหรับสถานะออกซิเดชันขั้นต่ำ และใช้ต่อ- สำหรับค่าสูงสุด ตัวอย่างเช่น ไอออน O^2- เป็นไอออนออกไซด์ และ O^- เป็นเปอร์ออกไซด์

ไฮไดรด์มีชื่อเรียกทั่วไปหลายชื่อ ตัวอย่างเช่น N₂H₄ เรียกว่าไฮดราซีน และ PH₃ เรียกว่าฟอสฟีน

ออกโซออนที่มีกำมะถันมีชื่อดังต่อไปนี้:

• SO4^2- - ซัลเฟต;
• S₂O₃^2- - ไธโอซัลเฟต;
• NCS^- - ไธโอไซยาเนต

เกลือ

การทดสอบทางเคมีขั้นสุดท้ายหลายครั้งมีภารกิจดังต่อไปนี้: "สร้างสูตรสำหรับสารประกอบไบนารีของโลหะ" หากสารประกอบดังกล่าวมีแอนไอออนของคลอรีน โบรมีน ไอโอดีน สารประกอบดังกล่าวจะเรียกว่าเฮไลด์และจัดอยู่ในกลุ่มเกลือ เมื่อกำหนดสูตรสารประกอบไบนารีเหล่านี้ โลหะจะถูกวางไว้ก่อน ตามด้วยเฮไลด์ไอออนที่สอดคล้องกัน

ในการหาจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุ ให้หาตัวคูณที่เล็กที่สุดระหว่างเวเลนซ์ เมื่อทำการหาร หาดัชนี

สารประกอบดังกล่าวมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ละลายได้ดีในน้ำ ภายใต้สภาวะปกติ พวกมันจะเป็นของแข็ง ตัวอย่างเช่น โซเดียมและโพแทสเซียมคลอไรด์เป็นส่วนหนึ่งของน้ำทะเล

เกลือแกงมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ ปัจจุบันการใช้สารประกอบไบนารีนี้ไม่ได้จำกัดแค่การกินเท่านั้น อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ในน้ำทำให้เกิดโลหะโซเดียมและก๊าซคลอรีน ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ใช้ในกระบวนการผลิตต่างๆ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์

ความหมายของสารประกอบไบนารี

กลุ่มนี้มีสารจำนวนมาก เราจึงสามารถพูดได้อย่างมั่นใจเกี่ยวกับขนาดการใช้งานในกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์ในด้านต่างๆ แอมโมเนียใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเป็น aสารตั้งต้นในการผลิตกรดไนตริก, การผลิตปุ๋ยแร่. เป็นสารประกอบไบนารีนี้ที่ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ชั้นดีและใช้ในเครื่องทำความเย็นมาเป็นเวลานาน

เนื่องจากความแข็งที่เป็นเอกลักษณ์ของทังสเตนคาร์ไบด์ สารประกอบนี้จึงถูกนำไปใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดที่หลากหลาย ความเฉื่อยทางเคมีของสารประกอบไบนารีนี้ช่วยให้สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง: อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ เตาอบ

"ก๊าซหัวเราะ" (ไนตริกออกไซด์ 1) ผสมกับออกซิเจนใช้เป็นยาเพื่อการดมยาสลบ

สารประกอบไบนารีทั้งหมดมีลักษณะเป็นโควาเลนต์หรือไอออนิกของพันธะเคมี ตาข่ายผลึกโมเลกุล ไอออนิก หรืออะตอม

สรุป

เมื่อวาดสูตรสำหรับสารประกอบไบนารี จำเป็นต้องปฏิบัติตามอัลกอริธึมของการกระทำบางอย่าง องค์ประกอบที่แสดงสถานะออกซิเดชันในเชิงบวก (มีค่าลบทางไฟฟ้าต่ำกว่า) จะถูกเขียนก่อน เมื่อกำหนดมูลค่าของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบที่สอง จำนวนกลุ่มที่มันตั้งอยู่จะถูกลบออกจากแปด หากตัวเลขที่ได้แตกต่างกัน ตัวคูณร่วมน้อยจะถูกกำหนด จากนั้นระบบจะคำนวณดัชนี

นอกจากออกไซด์แล้ว สารประกอบเหล่านี้ยังรวมถึงคาร์ไบด์ ซิลิไซด์ เปอร์ออกไซด์ ไฮไดรด์ อะลูมิเนียมและแคลเซียมคาร์ไบด์ใช้สำหรับการผลิตมีเทนและอะเซทิลีนในห้องปฏิบัติการ เปอร์ออกไซด์ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเป็นตัวออกซิไดเซอร์ที่แรง

เฮไลด์อย่างไฮโดรเจนฟลูออไรด์(กรดไฮโดรฟลูออริก) ที่ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับการบัดกรี ในบรรดาสารประกอบไบนารีที่สำคัญที่สุดโดยที่เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต น้ำเป็นผู้นำ ลักษณะโครงสร้างของสารประกอบอนินทรีย์นี้ได้รับการศึกษาโดยละเอียดในหลักสูตรเคมีของโรงเรียน ในตัวอย่างของเธอ พวกเธอได้รับแนวคิดเกี่ยวกับลำดับของการกระทำเมื่อรวบรวมสูตรสำหรับสารประกอบไบนารี

โดยสรุป เราสังเกตว่าเป็นการยากที่จะหาขอบเขตของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ พื้นที่ของชีวิตมนุษย์ ไม่ว่าจะใช้สารประกอบไบนารีต่างๆ ที่ไหน