Les composés binaires sont des substances formées par deux éléments chimiques différents. Ce terme est utilisé pour désigner la composition qualitative et quantitative des composés inorganiques.
Les composés chimiques binaires sont considérés comme un objet important dans l'étude de la nature des substances. Pour les décrire, les concepts suivants sont utilisés: polarisation des liaisons, état d'oxydation, valence. Ces termes chimiques permettent de comprendre l'essence de la formation d'une liaison chimique, les caractéristiques structurelles des substances inorganiques.
Considérons les principales classes de composés binaires, les caractéristiques de leur structure chimique et de leurs propriétés, certains domaines de leur application industrielle.
Oxydes
Cette classe de substances inorganiques est la plus courante dans la nature. Parmi les représentants bien connus de ce groupe de composés, nous distinguons:
- oxyde de silicium (sable de rivière);
- oxyde d'hydrogène (eau);
- dioxyde de carbone;
- argile (oxyde d'aluminium);
- minerai de fer (oxydes de fer).
Ces composés binaires sont des substances complexes, qui contiennent nécessairement de l'oxygène, présentant un état d'oxydation de -2.
Agrégatétat des oxydes
Les composés de cuivre, de calcium et de fer sont des solides cristallins. Le même état d'agrégation a des oxydes de certains non-métaux, tels que le soufre hexavalent, le phosphore pentavalent, le silicium. Le liquide dans des conditions normales est de l'eau. La grande majorité des composés oxygénés des non-métaux sont des gaz.
Caractéristiques de l'éducation
De nombreux composés oxygénés binaires se forment dans la nature. Par exemple, lors de la combustion du carburant, de la respiration, de la décomposition de la matière organique, du dioxyde de carbone (monoxyde de carbone 4) se forme. Dans l'air, sa teneur en volume est d'environ 0,03 %.
Des composés binaires similaires sont les produits de l'activité volcanique et font partie intégrante de l'eau minérale. Le dioxyde de carbone n'entretient pas la combustion, ce composé chimique est donc utilisé pour éteindre les incendies.
Composés volatils de l'hydrogène
Ces composés binaires constituent un groupe important de substances contenant de l'hydrogène. Parmi les représentants d'importance industrielle, on note le méthane, l'eau, le sulfure d'hydrogène, l'ammoniac, ainsi que les halogénures d'hydrogène.
Une partie des composés volatils de l'hydrogène est présente dans l'eau du sol, les organismes vivants, on peut donc parler de leur rôle géochimique et biochimique.
Pour fabriquer des composés binaires de ce type, l'hydrogène, qui a une valence, est mis en premier lieu. Le deuxième élément est un non-métal avec un état d'oxydation négatif.
Pour l'indexationdans un composé binaire entre valences, le plus petit commun multiple est déterminé. Le nombre d'atomes de chaque élément est déterminé en le divisant par la valence de chaque élément qui compose le composé.
Chlorhydrate
Considérons les formules de composés binaires: le chlorure d'hydrogène et l'ammoniac. Ce sont ces substances qui sont importantes pour l'industrie chimique moderne. HCl dans des conditions normales est un composé gazeux, très soluble dans l'eau. La dissolution du chlorure d'hydrogène gazeux produit de l'acide chlorhydrique, qui est utilisé dans de nombreux procédés chimiques et chaînes de production.
Ce composé binaire se trouve dans le suc gastrique des humains et des animaux, c'est une barrière aux microbes pathogènes qui pénètrent dans l'estomac avec de la nourriture.
Parmi les principaux domaines d'application de l'acide chlorhydrique, nous soulignons la production de chlorures, la synthèse de produits contenant du chlore, le décapage des métaux, le nettoyage des tuyaux des oxydes et des carbonates, la production de cuir.
L'ammoniac, ayant la formule NH3, est un gaz incolore avec une odeur piquante spécifique. Sa solubilité illimitée dans l'eau permet d'obtenir de l'ammoniac, recherché en médecine. Dans la nature, ce composé binaire se forme lors de la décomposition de produits organiques contenant de l'azote.
Classification des oxydes
Un composé binaire contenant de l'oxygène d'un métal ayant une valence de 1 ou 2 est le principaloxyde. Par exemple, ce groupe comprend les oxydes de métaux alcalins et alcalino-terreux.
Les oxydes de non-métaux, ainsi que les métaux de valence supérieure à 4, sont des composés acides.
Selon les propriétés chimiques des représentants de cette classe sont divisés en groupes salifiants et non salifiants.
Parmi les représentants typiques du deuxième groupe, on note le monoxyde de carbone (CO), l'oxyde nitrique 1 (NO).
Formation des noms systématiques des composés
Parmi les tâches proposées aux diplômés passant l'examen d'État de chimie, il y a celle-ci: "Faire les formules moléculaires d'éventuels composés binaires oxygénés du soufre (azote, phosphore)". Afin de faire face à la tâche, il est nécessaire d'avoir une idée non seulement de l'algorithme, mais également des caractéristiques de la nomenclature de cette classe de substances inorganiques.
Lors de la formation du nom d'un composé binaire, indiquez d'abord l'élément qui se trouve à droite dans la formule, en ajoutant le suffixe "id". Ensuite, indiquez le nom du premier élément. Pour les composés covalents, des préfixes sont ajoutés, grâce auxquels il est possible d'établir un rapport quantitatif entre les parties constitutives d'un composé binaire.
Par exemple, SO3 est le trioxyde de soufre, N2O4 est le diazote tétroxyde, I2CL6 – hexachlorure de diode.
Si un composé binaire contient un élément chimique capable de présenter différents états d'oxydation, l'état d'oxydation est indiqué entre parenthèses après le nom du composé.
Par exemple, deux composés de ferdiffèrent par leur nom: FeCL3 - oxyde de fer (3), FeCL2 - oxyde de fer (2).
Pour les hydrures, en particulier les éléments non métalliques, utilisez des noms triviaux. Ainsi, H2O est l'eau, HCL est le chlorure d'hydrogène, HI est l'iodure d'hydrogène, HF est l'acide fluorhydrique.
Cations
Les ions positifs des éléments capables de former un seul ion stable reçoivent les mêmes noms que les symboles eux-mêmes. Ceux-ci incluent tous les représentants des premier et deuxième groupes du système périodique de Mendeleïev.
Par exemple, les cations sodium et magnésium ressemblent à: Na+, Mg2+. Les éléments de transition sont capables de former plusieurs types de cations, de sorte que le nom doit indiquer la valence qui apparaît dans chaque cas individuel.
Anions
Les anions simples (monatomiques) et complexes (polyatomiques) utilisent le suffixe -id.
Le suffixe -am est un oxoanion commun d'un certain élément. Pour l'oxoanion d'un élément qui se trouve dans la formule avec un état d'oxydation inférieur, le suffixe -it est utilisé. Le préfixe hypo- est utilisé pour l'état d'oxydation minimum, et per- est utilisé pour la valeur maximum. Par exemple, l'ion O2- est un ion oxyde, et O- est un peroxyde.
Il existe différents noms triviaux pour les hydrures. Par exemple, N2H4 est appelé hydrazine, et PH3 est appelé phosphine.
Les oxoanions contenant du soufre ont les noms suivants:
- SO42- - sulfate;
- S2O32- - thiosulfate;
- NCS- - thiocyanate.
Sels
De nombreux tests finaux en chimie proposent la tâche suivante: "Créer des formules pour des composés binaires de métaux." Si de tels composés contiennent des anions de chlore, de brome, d'iode, ces composés sont appelés halogénures et appartiennent à la classe des sels. Lors de la formulation de ces composés binaires, le métal est placé en premier, suivi de l'ion halogénure correspondant.
Pour déterminer le nombre d'atomes de chaque élément, trouvez le plus petit multiple entre les valences, lors de la division, obtenez des indices.
Ces composés ont des points de fusion et d'ébullition élevés, une bonne solubilité dans l'eau, dans des conditions normales, ils sont solides. Par exemple, les chlorures de sodium et de potassium font partie de l'eau de mer.
Le sel de table est utilisé depuis l'Antiquité. Actuellement, l'utilisation de ce composé binaire ne se limite pas à l'alimentation. L'électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de sodium produit du sodium métallique et du chlore gazeux. Ces produits sont utilisés dans divers procédés de fabrication tels que l'hydroxyde de sodium, le chlorure d'hydrogène.
Signification des composés binaires
Ce groupe comprend un grand nombre de substances, nous pouvons donc dire avec confiance l'ampleur de leur utilisation dans divers domaines de l'activité humaine. L'ammoniac est utilisé dans l'industrie chimique commeprécurseur dans la fabrication d'acide nitrique, la production d'engrais minéraux. C'est ce composé binaire qui est utilisé en synthèse organique fine et qui est utilisé depuis longtemps en réfrigération.
En raison de la dureté unique du carbure de tungstène, ce composé a trouvé une application dans la fabrication d'une variété d'outils de coupe. L'inertie chimique de ce composé binaire lui permet d'être utilisé dans des environnements agressifs: matériel de laboratoire, étuves.
Le "gaz hilarant" (oxyde nitrique 1) mélangé à de l'oxygène est utilisé en médecine pour l'anesthésie générale.
Tous les composés binaires ont une nature covalente ou ionique de la liaison chimique, un réseau cristallin moléculaire, ionique ou atomique.
Conclusion
Lors de l'élaboration de formules pour des composés binaires, il est nécessaire de suivre un certain algorithme d'actions. L'élément qui présente un état d'oxydation positif (a une valeur de négativité électrique inférieure) est écrit en premier. Lors de la détermination de la valeur de l'état d'oxydation du deuxième élément, le numéro du groupe dans lequel il se trouve est soustrait de huit. Si les nombres obtenus diffèrent les uns des autres, le plus petit commun multiple est déterminé, puis les indices sont calculés.
En plus des oxydes, ces composés comprennent les carbures, les siliciures, les peroxydes, les hydrures. Les carbures d'aluminium et de calcium sont utilisés pour la production en laboratoire de méthane et d'acétylène, les peroxydes sont utilisés dans l'industrie chimique comme oxydants puissants.
Un halogénure comme le fluorure d'hydrogène(acide fluorhydrique), utilisé en électrotechnique pour la soudure. Parmi les composés binaires les plus importants, sans lesquels il est difficile d'imaginer l'existence d'organismes vivants, l'eau arrive en tête. Les caractéristiques structurelles de ce composé inorganique sont étudiées en détail dans le cours de chimie de l'école. C'est sur son exemple que les gars ont une idée de la séquence d'actions lors de la compilation de formules pour des composés binaires.
En conclusion, nous notons qu'il est difficile de trouver une telle sphère de l'industrie moderne, un domaine de la vie humaine, partout où divers composés binaires sont utilisés.
