Los compuestos binarios son sustancias que están formadas por dos elementos químicos diferentes. Este término se utiliza para indicar la composición cualitativa y cuantitativa de los compuestos inorgánicos.
Los compuestos químicos binarios se consideran un objeto importante en el estudio de la naturaleza de las sustancias. Al describirlos, se utilizan los siguientes conceptos: polarización de enlace, estado de oxidación, valencia. Estos términos químicos permiten comprender la esencia de la formación de un enlace químico, las características estructurales de las sustancias inorgánicas.
Consideremos las principales clases de compuestos binarios, las características de su estructura química y propiedades, algunas áreas de su aplicación industrial.
Óxidos
Esta clase de sustancias inorgánicas es la más común en la naturaleza. Entre los conocidos representantes de este grupo de compuestos, destacamos:
- óxido de silicio (arena de río);
- óxido de hidrógeno (agua);
- dióxido de carbono;
- arcilla (óxido de aluminio);
- mineral de hierro (óxidos de hierro).
Dichos compuestos binarios son sustancias complejas, que necesariamente contienen oxígeno, exhibiendo un estado de oxidación de -2.
Agregadoestado de los óxidos
Los compuestos de cobre, calcio y hierro son sólidos cristalinos. El mismo estado de agregación tienen los óxidos de algunos no metales, como el azufre hexavalente, el fósforo pentavalente, el silicio. El líquido en condiciones normales es agua. La gran mayoría de los compuestos de oxígeno de los no metales son gases.
Características de la educación
En la naturaleza se forman muchos compuestos binarios de oxígeno. Por ejemplo, durante la combustión del combustible, la respiración, la descomposición de la materia orgánica, se forma dióxido de carbono (monóxido de carbono 4). En el aire, su contenido de volumen es de aproximadamente 0,03 por ciento.
Compuestos binarios similares son los productos de la actividad volcánica, así como una parte integral del agua mineral. El dióxido de carbono no favorece la combustión, por lo que este compuesto químico se utiliza para extinguir incendios.
Compuestos volátiles de hidrógeno
Estos compuestos binarios son un grupo importante de sustancias que contienen hidrógeno. Entre los representantes de importancia industrial, destacamos el metano, el agua, el sulfuro de hidrógeno, el amoníaco y los haluros de hidrógeno.
Parte de los compuestos de hidrógeno volátiles está presente en el agua del suelo, los organismos vivos, por lo que podemos hablar sobre su papel geoquímico y bioquímico.
Para hacer compuestos binarios de este tipo, se pone en primer lugar hidrógeno, que tiene valencia. El segundo elemento es un no metal con un estado de oxidación negativo.
Para indexaren un compuesto binario entre valencias se determina el mínimo común múltiplo. El número de átomos de cada elemento se determina dividiéndolo por la valencia de cada elemento que forma el compuesto.
Clorhidrato
Considere las fórmulas de los compuestos binarios: cloruro de hidrógeno y amoníaco. Son estas sustancias las que son importantes para la industria química moderna. El HCl en condiciones normales es un compuesto gaseoso, altamente soluble en agua. La disolución del gas de cloruro de hidrógeno produce ácido clorhídrico, que se utiliza en muchos procesos químicos y cadenas de producción.
Este compuesto binario se encuentra en el jugo gástrico de humanos y animales, es una barrera para los microbios patógenos que ingresan al estómago con los alimentos.
Entre las principales áreas de aplicación del ácido clorhídrico, destacamos la producción de cloruros, la síntesis de productos que contienen cloro, el decapado de metales, la limpieza de tuberías de óxidos y carbonatos, la producción de cuero.
El amoníaco, que tiene la fórmula NH3, es un gas incoloro con un olor acre específico. Su solubilidad ilimitada en agua permite obtener amoníaco, que es muy solicitado en medicina. En la naturaleza, este compuesto binario se forma durante la descomposición de productos orgánicos que contienen nitrógeno.
Clasificación de los óxidos
Un compuesto binario que contiene oxígeno de un metal que tiene una valencia de 1 o 2 es el principalóxido. Por ejemplo, este grupo incluye óxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos.
Los óxidos de no metales, así como los metales con una valencia superior a 4, son compuestos ácidos.
Dependiendo de las propiedades químicas de los representantes de esta clase se dividen en grupos formadores de sal y no formadores de sal.
Entre los representantes típicos del segundo grupo, observamos el monóxido de carbono (CO), el óxido nítrico 1 (NO).
Formación de nombres sistemáticos de compuestos
Entre las tareas que se ofrecen a los graduados que toman el examen estatal de química, está esta: "Hacer las fórmulas moleculares de posibles compuestos binarios de oxígeno de azufre (nitrógeno, fósforo)". Para hacer frente a la tarea, es necesario tener una idea no solo sobre el algoritmo, sino también sobre las características de la nomenclatura de esta clase de sustancias inorgánicas.
Al formar el nombre de un compuesto binario, indicar inicialmente el elemento que se encuentra a la derecha en la fórmula, agregando el sufijo "id". A continuación, indique el nombre del primer elemento. Para los compuestos covalentes, se agregan prefijos, mediante los cuales es posible establecer una relación cuantitativa entre las partes constituyentes de un compuesto binario.
Por ejemplo, SO3 es trióxido de azufre, N2O4 es dinitrógeno tetróxido, I2CL6 – hexacloruro de diodo.
Si un compuesto binario contiene un elemento químico capaz de exhibir diferentes estados de oxidación, el estado de oxidación se indica entre paréntesis después del nombre del compuesto.
Por ejemplo, dos compuestos de hierrodifieren en el nombre: FeCL3 - óxido de hierro (3), FeCL2 - óxido de hierro (2).
Para hidruros, en particular elementos no metálicos, use nombres triviales. Entonces, H2O es agua, HCL es cloruro de hidrógeno, HI es yoduro de hidrógeno, HF es ácido fluorhídrico.
Cataciones
Los iones positivos de aquellos elementos que son capaces de formar solo un ion estable reciben los mismos nombres que los símbolos mismos. Estos incluyen a todos los representantes del primer y segundo grupo del sistema periódico de Mendeleev.
Por ejemplo, los cationes de sodio y magnesio se ven como: Na+, Mg2+. Los elementos de transición son capaces de formar varios tipos de cationes, por lo que el nombre debe indicar la valencia que aparece en cada caso individual.
Aniones
Los aniones simples (monatómicos) y complejos (poliatómicos) usan el sufijo -id.
El sufijo -am es un oxoanión común de cierto elemento. Para el oxoanión de un elemento que se encuentra en la fórmula con menor estado de oxidación, se utiliza el sufijo -it. El prefijo hipo- se utiliza para el estado de oxidación mínimo y per- para el valor máximo. Por ejemplo, el ion O2- es un ion óxido y O- es un peróxido.
Hay varios nombres triviales para los hidruros. Por ejemplo, N2H4 se denomina hidracina y PH3 se denomina fosfina.
Los oxoaniones que contienen azufre tienen los siguientes nombres:
- SO42- - sulfato;
- S2O32- - tiosulfato;
- NCS- - tiocianato.
Sales
Muchas pruebas finales en química ofrecen la siguiente tarea: "Hacer fórmulas para compuestos binarios de metales". Si tales compuestos contienen aniones de cloro, bromo, yodo, tales compuestos se denominan haluros y pertenecen a la clase de sales. Al formular estos compuestos binarios, el metal se coloca primero, seguido del ion haluro correspondiente.
Para determinar el número de átomos de cada elemento, encuentre el múltiplo más pequeño entre las valencias, al dividir, obtenga índices.
Dichos compuestos tienen altos puntos de fusión y ebullición, buena solubilidad en agua, en condiciones normales son sólidos. Por ejemplo, los cloruros de sodio y potasio son parte del agua de mar.
La sal de mesa ha sido utilizada por personas desde la antigüedad. Actualmente, el uso de este compuesto binario no se limita a comer. La electrólisis de una solución acuosa de cloruro de sodio produce sodio metálico y cloro gaseoso. Estos productos se utilizan en varios procesos de fabricación, como hidróxido de sodio, cloruro de hidrógeno.
Significado de los compuestos binarios
Este grupo incluye una gran cantidad de sustancias, por lo que podemos decir con confianza sobre la escala de su uso en varios campos de la actividad humana. El amoníaco se utiliza en la industria química comoprecursor en la fabricación de ácido nítrico, la producción de fertilizantes minerales. Es este compuesto binario el que se utiliza en síntesis orgánica fina y se ha utilizado en refrigeración durante mucho tiempo.
Debido a la dureza única del carburo de tungsteno, este compuesto ha encontrado aplicación en la fabricación de una variedad de herramientas de corte. La inercia química de este compuesto binario permite su uso en ambientes agresivos: equipos de laboratorio, hornos.
El "gas de la risa" (óxido nítrico 1) mezclado con oxígeno se usa en medicina para la anestesia general.
Todos los compuestos binarios tienen una naturaleza covalente o iónica del enlace químico, una red cristalina molecular, iónica o atómica.
Conclusión
Al elaborar fórmulas para compuestos binarios, es necesario seguir un cierto algoritmo de acciones. El elemento que exhibe un estado de oxidación positivo (tiene un valor de negatividad eléctrica más bajo) se escribe primero. Al determinar el valor del estado de oxidación del segundo elemento, se resta de ocho el número del grupo en el que se encuentra. Si los números obtenidos difieren entre sí, se determina el mínimo común múltiplo y luego se calculan los índices.
Además de los óxidos, estos compuestos incluyen carburos, siliciuros, peróxidos e hidruros. Los carburos de aluminio y calcio se utilizan para la producción de laboratorio de metano y acetileno, los peróxidos se utilizan en la industria química como oxidantes fuertes.
Un haluro como el fluoruro de hidrógeno(ácido fluorhídrico), utilizado en ingeniería eléctrica para soldadura. Entre los compuestos binarios más importantes, sin los cuales es difícil imaginar la existencia de organismos vivos, el agua está a la cabeza. Las características estructurales de este compuesto inorgánico se estudian en detalle en el curso de química escolar. Es en su ejemplo que los muchachos obtienen una idea de la secuencia de acciones al compilar fórmulas para compuestos binarios.
En conclusión, notamos que es difícil encontrar tal esfera de la industria moderna, un área de la vida humana, donde se usan varios compuestos binarios.
