Поміркуйте
Що, на вашу думку, означає термін «бінарні сполуки»?
На мою думку, бінарні сполуки — це речовини, які складаються з атомів двох різних хімічних елементів. Наприклад, формула води H₂O, вона складається з Гідрогену та Оксигену, а вуглекислий газ CO₂ — з Карбону та Оксигену.
Пригадайте
Формули яких бінарних сполук ви пам’ятаєте з курсу хімії 7-го класу?
З курсу хімії 7-го класу я пам’ятаю формули таких бінарних сполук, як вода ($H_2O$), вуглекислий газ ($CO_2$) та кухонна сіль ($NaCl$). Також у підручнику наводиться приклад хлориду кальцію з формулою $CaCl_2$.
Пригадайте
Пригадайте Як за розміщенням хімічного елемента в Періодичній таблиці дізнатися, чи він металічним чи неметалічним?
Визначити, є хімічний елемент металічним чи неметалічним, найпростіше за Періодичною таблицею. Якщо провести умовну лінію від Бору (В) до Астату (At), то переважно над цією лінією розміщені неметалічні елементи, а під нею — металічні.
Такий поділ умовний, оскільки багато металічних елементів певною мірою виявляють неметалічні властивості й навпаки, але в більшості випадків цей розподіл є правильним.
Досліджуємо, моделюємо, проектуємо
За матеріалом параграфа створіть алгоритми: складання формули речовини за її назвою; визначення зарядів катіона й аніона в бінарній сполуці за формулою речовини.
Алгоритм складання формули речовини за її назвою:
- Визнач катіон і аніон з назви: перше слово — катіон (назва елемента з можливим зарядом у дужках), друге — аніон (назва з суфіксом -ид/-ід).
- Запиши символи елементів: спочатку катіон, потім аніон.
- Визнач заряди: для катіона — з дужок у назві або за схемою (групи 1-2 — заряд = номер групи, група 13 — 3+); для аніона — за схемою (групи 15-17: заряд = номер групи мінус 18, негативний).
- Знайди найменше спільне кратне (НСК) для значень зарядів за модулем.
- Розділи НСК на заряд катіона (за модулем) — це індекс аніона; розділи НСК на заряд аніона (за модулем) — це індекс катіона.
- Запиши індекси після символів; якщо індекс 1, не пиши його.
Приклад: $Al^{3+}$ і $S^{2-}$ → НСК$(3,2)=6$ → індекси $2$ і $3$ → $Al_2S_3$.
Алгоритм визначення зарядів катіона й аніона за формулою:
- Визначити заряд одного з йонів. Зазвичай заряд одного з елементів у бінарній сполуці можна легко визначити за його положенням у Періодичній таблиці (наприклад, Оксиген майже завжди $O^{2-}$, а елементи 17-ї групи, як Хлор, мають заряд 1-).
- Обчислити сумарний заряд відомих йонів. Помножити заряд відомого йона на його індекс у формулі. Наприклад, у формулі $FeCl_2$ є два йони Хлору, кожен із зарядом 1-. Сумарний негативний заряд буде 2 × (-1) = -2.
- Визначити сумарний заряд іншого йона. Оскільки будь-яка речовина електронейтральна, сумарний позитивний заряд має дорівнювати сумарному негативному. У нашому прикладі сумарний заряд катіонів Феруму має бути +2.
- Знайти заряд невідомого йона. Поділити сумарний заряд на індекс цього елемента. У формулі $FeCl_2$ є один атом Феруму, отже, його заряд +2 ÷ 1 = +2. Таким чином, у сполуці є катіон $Fe^{2+}$ та аніони $Cl^-$.
Робота з інформацією
7. Із додаткових джерел дізнайтеся про речовини дальтоніди й бертоліди. Чим вони різняться та чому їх так називають?
Дальтоніди — це сполуки сталого складу, які підкоряються закону сталості складу (фіксоване співвідношення елементів; приклад: NaCl).
Бертоліди — це сполуки змінного складу (нестехіометричні), у яких співвідношення елементів може трохи відхилятися від цілих чисел (часто у твердих розчинах і оксидах металів).
Назви пов’язані з вченими: Джон Дальтон обґрунтував сталість складу, а Клод Берто (Бертолле) описував явища змінного складу у деяких системах.
8. Поясніть, що означає принцип електронейтральності, зокрема для складання формул бінарних сполук.
Принцип електронейтральності означає, що будь-яка речовина загалом не має електричного заряду. Це тому, що сума позитивних зарядів усіх катіонів у сполуці дорівнює сумі негативних зарядів усіх аніонів. Для бінарних сполук індекси добирають так, щоб кількість позитивних і негативних зарядів збігалася; наприклад, Ca2+ і Cl− дають формулу CaCl2, бо потрібно два хлорид-іони для нейтралізації заряду кальцію.
9. Запишіть назви аніонів, утворених хімічними елементами: C, Si, Se, Te, As.
Назви аніонів утворюються від назви елемента з додаванням суфікса -ид (-ід).
- C (Карбон): карбід
- Si (Силіцій): силіцид
- Se (Селен): селенід
- Te (Телур): телурид
- As (Арсен): арсенід
10. Латинською binarius – той, що складається з двох, подвійний (від bini – «по два та bis — «двічі»). Поясніть значення термінів «бінарна сполука», «бінарний код», а також виразу «зіграти щось на біс».
- Бінарна сполука — це хімічна сполука, що складається з атомів двох різних елементів, як-от вода ($H_2O$) або кухонна сіль ($NaCl$).
- Бінарний код — це система кодування, яка використовує лише два символи (зазвичай 0 та 1) для представлення інформації.
- Зіграти щось на біс — означає виконати щось повторно, вдруге, на прохання глядачів. Це слово походить від латинського “bis”, що означає “двічі”.
11. Складіть формули та систематичні назви сполук, утворених хімічними елементами:
а) $H_2S$ — гідроген сульфід
б) $K_2S$ — калій сульфід
в) $BaF_2$ — барій флуорид
г) $AlI_3$ — алюміній йодид
д) $Mg_3P_2$ — магній фосфід
е) $Na_3N$ — натрій нітрид
є) $Na_2O$ — натрій оксид
ж) $K_3P$ — калій фосфід
12. Складіть систематичні назви сполук: К₂О, Al₂S₃, Ca₃P₂, MgCl₂, LiBr, NaI, HBr, FeF₂, Cr₂O₃, PbCl₄.
- $K_2O$: калій оксид.
- $Al_2S_3$: алюміній сульфід.
- $Ca_3P_2$: кальцій фосфід.
- $MgCl_2$: магній хлорид.
- $LiBr$: літій бромід.
- $NaI$: натрій йодид.
- $HBr$: гідроген бромід.
- $FeF_2$: ферум(II) флуорид.
- $Cr_2O_3$: хром(III) оксид.
- $PbCl_4$: плюмбум(IV) хлорид.
13. У більшості формул спочатку записують символ хімічного елемента з позитивним зарядом, але в деяких формулах, за традицією, пишуть навпаки. Зважаючи на це, складіть хімічні формули сполук із Гідрогеном: амоніаку, фосфіну, арсину та стибіну. Амоніак – це сполука Гідрогену з Нітрогеном. Визначте за назвами інших сполук, з атомами яких хімічних елементів у них сполучені атоми Гідрогену.
За традицією, у цих формулах на першому місці записують символ більш електронегативного елемента.
- Амоніак (сполука Нітрогену з Гідрогеном): $NH_3$.
- Фосфін (сполука Фосфору з Гідрогеном): $PH_3$.
- Арсин (сполука Арсену з Гідрогеном): $AsH_3$.
- Стибін (сполука Стибію з Гідрогеном): $SbH_3$.
У цих сполуках атоми Гідрогену сполучені з атомами Нітрогену, Фосфору, Арсену та Стибію.