Compostos binários são substâncias que são formadas por dois elementos químicos diferentes. Este termo é usado para denotar a composição qualitativa e quantitativa de compostos inorgânicos.
Os compostos químicos binários são considerados um objeto importante no estudo da natureza das substâncias. Ao descrevê-los, são utilizados os seguintes conceitos: polarização da ligação, estado de oxidação, valência. Esses termos químicos permitem compreender a essência da formação de uma ligação química, as características estruturais das substâncias inorgânicas.
Vamos considerar as principais classes de compostos binários, as características de sua estrutura química e propriedades, algumas áreas de sua aplicação industrial.
Óxidos
Esta classe de substâncias inorgânicas é a mais comum na natureza. Entre os representantes mais conhecidos deste grupo de compostos, destacamos:
- óxido de silício (areia do rio);
- óxido de hidrogênio (água);
- dióxido de carbono;
- argila (óxido de alumínio);
- minério de ferro (óxidos de ferro).
Tais compostos binários são substâncias complexas, que necessariamente contêm oxigênio, exibindo um estado de oxidação de -2.
Agregadoestado dos óxidos
Compostos de cobre, cálcio, ferro são sólidos cristalinos. O mesmo estado de agregação possui óxidos de alguns não metais, como enxofre hexavalente, fósforo pentavalente, silício. O líquido em condições normais é a água. A grande maioria dos compostos de oxigênio de não metais são gases.
Características da educação
Muitos compostos binários de oxigênio são formados na natureza. Por exemplo, durante a combustão de combustível, respiração, decomposição de matéria orgânica, é formado dióxido de carbono (monóxido de carbono 4). No ar, seu conteúdo de volume é de cerca de 0,03%.
Compostos binários semelhantes são os produtos da atividade do vulcão, bem como parte integrante da água mineral. O dióxido de carbono não suporta a combustão, então este composto químico é usado para extinguir incêndios.
Compostos voláteis de hidrogênio
Tais compostos binários são um importante grupo de substâncias contendo hidrogênio. Entre os representantes de importância industrial, destacam-se metano, água, sulfeto de hidrogênio, amônia, além de haletos de hidrogênio.
Parte dos compostos voláteis de hidrogênio está presente na água do solo, organismos vivos, então podemos falar sobre seu papel geoquímico e bioquímico.
Para fazer compostos binários desse tipo, o hidrogênio, que tem valência, é colocado em primeiro lugar. O segundo elemento é um não metal com um estado de oxidação negativo.
Para indexaçãoem um composto binário entre valências, o mínimo múltiplo comum é determinado. O número de átomos de cada elemento é determinado dividindo-o pela valência de cada elemento que compõe o composto.
Cloridrato
Considere as fórmulas dos compostos binários: cloreto de hidrogênio e amônia. São essas substâncias que são importantes para a indústria química moderna. O HCl em condições normais é um composto gasoso, altamente solúvel em água. A dissolução do gás cloreto de hidrogênio produz ácido clorídrico, que é usado em muitos processos químicos e cadeias de produção.
Este composto binário é encontrado no suco gástrico de humanos e animais, é uma barreira para micróbios patogênicos que entram no estômago com alimentos.
Entre as principais áreas de aplicação do ácido clorídrico, destacam-se a produção de cloretos, a síntese de produtos contendo cloro, a decapagem de metais, a limpeza de tubos a partir de óxidos e carbonatos, a produção de couros.
Amônia, tendo a fórmula NH3, é um gás incolor com um odor pungente específico. Sua solubilidade ilimitada em água permite obter amônia, que está em demanda na medicina. Na natureza, esse composto binário é formado durante a decomposição de produtos orgânicos, que contêm nitrogênio.
Classificação de óxidos
Um composto binário contendo oxigênio de um metal com valência 1 ou 2 é o principalóxido. Por exemplo, este grupo inclui óxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos.
Óxidos de não metais, assim como metais com valência maior que 4, são compostos ácidos.
Dependendo das propriedades químicas dos representantes desta classe são divididos em grupos formadores de sal e não formadores de sal.
Entre os representantes típicos do segundo grupo, destacamos o monóxido de carbono (CO), óxido nítrico 1 (NO).
Formação de nomes sistemáticos de compostos
Entre as tarefas oferecidas aos graduados que fazem o exame estadual em química, há esta: "Fazer as fórmulas moleculares de possíveis compostos binários de oxigênio de enxofre (nitrogênio, fósforo)". Para dar conta da tarefa, é necessário ter uma ideia não apenas do algoritmo, mas também das características da nomenclatura dessa classe de substâncias inorgânicas.
Ao formar o nome de um composto binário, indique inicialmente o elemento que se encontra à direita na fórmula, acrescentando o sufixo "id". Em seguida, indique o nome do primeiro elemento. Para compostos covalentes, são adicionados prefixos, pelos quais é possível estabelecer uma relação quantitativa entre as partes constituintes de um composto binário.
Por exemplo, SO3 é trióxido de enxofre, N2O4 é dinitrogênio tetróxido, I2CL6 – diodo hexacloreto.
Se um composto binário contém um elemento químico capaz de exibir diferentes estados de oxidação, o estado de oxidação é indicado entre parênteses após o nome do composto.
Por exemplo, dois compostos de ferrodiferem no nome: FeCL3 - óxido de ferro (3), FeCL2 - óxido de ferro (2).
Para hidretos, em particular elementos não metálicos, use nomes triviais. Então, H2O é água, HCL é cloreto de hidrogênio, HI é iodeto de hidrogênio, HF é ácido fluorídrico.
Cations
Íons positivos daqueles elementos que são capazes de formar apenas um íon estável recebem os mesmos nomes que os próprios símbolos. Estes incluem todos os representantes do primeiro e segundo grupos do sistema periódico de Mendeleev.
Por exemplo, cátions de sódio e magnésio se parecem com: Na+, Mg2+. Os elementos de transição são capazes de formar vários tipos de cátions, então o nome deve indicar a valência que aparece em cada caso individual.
Anions
Anions simples (monatômicos) e complexos (poliatômicos) usam o sufixo -id.
O sufixo -am é um oxoânion comum de um determinado elemento. Para o oxoânion de um elemento que está na fórmula com um estado de oxidação mais baixo, é usado o sufixo -it. O prefixo hypo- é usado para o estado de oxidação mínimo e per- é usado para o valor máximo. Por exemplo, o íon O2- é um íon óxido e O- é um peróxido.
Existem vários nomes triviais para hidretos. Por exemplo, N2H4 chama-se hidrazina e PH3 chama-se fosfina.
Os oxoânions contendo enxofre têm os seguintes nomes:
- SO42- - sulfato;
- S2O32- - tiossulfato;
- NCS- - tiocianato.
Sais
Muitos testes finais em química oferecem a seguinte tarefa: "Fazer fórmulas para compostos binários de metais." Se tais compostos contêm ânions de cloro, bromo, iodo, tais compostos são chamados de haletos e pertencem à classe de sais. Ao formular esses compostos binários, o metal é colocado primeiro, seguido pelo íon haleto correspondente.
Para determinar o número de átomos de cada elemento, encontre o menor múltiplo entre as valências, ao dividir, obtenha índices.
Tais compostos possuem altos pontos de fusão e ebulição, boa solubilidade em água, em condições normais são sólidos. Por exemplo, cloretos de sódio e potássio fazem parte da água do mar.
Sal de mesa tem sido usado por pessoas desde os tempos antigos. Atualmente, o uso deste composto binário não se limita à alimentação. A eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio produz sódio metálico e cloro gasoso. Esses produtos são usados em vários processos de fabricação, como hidróxido de sódio, cloreto de hidrogênio.
Significado dos compostos binários
Este grupo inclui um grande número de substâncias, pelo que podemos afirmar com segurança sobre a escala da sua utilização em vários campos da atividade humana. A amônia é usada na indústria química comoprecursor na fabricação de ácido nítrico, a produção de fertilizantes minerais. É este composto binário que é usado em síntese orgânica fina e tem sido usado em refrigeração há muito tempo.
Devido à dureza única do carboneto de tungstênio, este composto encontrou aplicação na fabricação de uma variedade de ferramentas de corte. A inércia química deste composto binário permite sua utilização em ambientes agressivos: equipamentos de laboratório, fornos.
"Gás do riso" (óxido nítrico 1) misturado com oxigênio é usado na medicina para anestesia geral.
Todos os compostos binários têm uma natureza covalente ou iônica da ligação química, uma rede cristalina molecular, iônica ou atômica.
Conclusão
Ao elaborar fórmulas para compostos binários, é necessário seguir um certo algoritmo de ações. O elemento que exibe um estado de oxidação positivo (tem um valor de negatividade elétrica mais baixo) é escrito primeiro. Ao determinar o valor do estado de oxidação do segundo elemento, o número do grupo em que está localizado é subtraído de oito. Se os números obtidos diferirem entre si, o mínimo múltiplo comum é determinado, então os índices são calculados.
Além dos óxidos, esses compostos incluem carbonetos, silicídios, peróxidos, hidretos. Carbonetos de alumínio e cálcio são usados para a produção laboratorial de metano e acetileno, os peróxidos são usados na indústria química como oxidantes fortes.
Um haleto como fluoreto de hidrogênio(ácido fluorídrico), usado em engenharia elétrica para soldagem. Entre os compostos binários mais importantes, sem os quais é difícil imaginar a existência de organismos vivos, a água está na liderança. As características estruturais deste composto inorgânico são estudadas em detalhes no curso de química da escola. É no exemplo dela que os caras ficam com uma ideia da sequência de ações ao compilar fórmulas para compostos binários.
Em conclusão, notamos que é difícil encontrar tal esfera da indústria moderna, uma área da vida humana, onde vários compostos binários são usados.
