ორობითი ნაერთები არის ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნება ორი განსხვავებული ქიმიური ელემენტისგან. ეს ტერმინი გამოიყენება არაორგანული ნაერთების ხარისხობრივი და რაოდენობრივი შემადგენლობის აღსანიშნავად.
ორობითი ქიმიური ნაერთები ითვლება მნიშვნელოვან ობიექტად ნივთიერებების ბუნების შესწავლაში. მათი აღწერისას გამოიყენება შემდეგი ცნებები: ბმის პოლარიზაცია, დაჟანგვის მდგომარეობა, ვალენტობა. ეს ქიმიური ტერმინები შესაძლებელს ხდის გავიგოთ ქიმიური ბმის წარმოქმნის არსი, არაორგანული ნივთიერებების სტრუქტურული მახასიათებლები.
მოდით განვიხილოთ ორობითი ნაერთების ძირითადი კლასები, მათი ქიმიური სტრუქტურისა და თვისებების თავისებურებები, მათი სამრეწველო გამოყენების ზოგიერთი სფერო.
ოქსიდები
არაორგანული ნივთიერებების ეს კლასი ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია. ნაერთების ამ ჯგუფის ცნობილ წარმომადგენლებს შორის გამოვყოფთ:
- სილიციუმის ოქსიდი (მდინარის ქვიშა);
- წყალბადის ოქსიდი (წყალი);
- ნახშირორჟანგი;
- თიხა (ალუმინის ოქსიდი);
- რკინის საბადო (რკინის ოქსიდები).
ასეთი ორობითი ნაერთები არის რთული ნივთიერებები, რომლებიც აუცილებლად შეიცავს ჟანგბადს, ავლენენ ჟანგვის მდგომარეობას -2.
აგრეგატიოქსიდების მდგომარეობა
სპილენძის, კალციუმის, რკინის ნაერთები კრისტალური მყარია. აგრეგაციის იმავე მდგომარეობაშია ზოგიერთი არამეტალის ოქსიდები, როგორიცაა ექვსვალენტიანი გოგირდი, ხუთვალენტიანი ფოსფორი, სილიციუმი. სითხე ნორმალურ პირობებში არის წყალი. არამეტალების ჟანგბადის ნაერთების დიდი უმრავლესობა არის აირები.
განათლების თავისებურებები
ბევრი ორობითი ჟანგბადის ნაერთი იქმნება ბუნებაში. მაგალითად, საწვავის წვის, სუნთქვის, ორგანული ნივთიერებების დაშლის დროს წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი (ნახშირორჟანგი 4). ჰაერში მისი მოცულობის შემცველობა დაახლოებით 0,03 პროცენტია.
მსგავსი ბინარული ნაერთები არის ვულკანის აქტივობის პროდუქტები, ასევე მინერალური წყლის განუყოფელი ნაწილი. ნახშირორჟანგი არ უწყობს ხელს წვას, ამიტომ ეს ქიმიური ნაერთი გამოიყენება ხანძრის ჩასაქრობად.
არასტაბილური წყალბადის ნაერთები
ასეთი ორობითი ნაერთები წყალბადის შემცველი ნივთიერებების მნიშვნელოვანი ჯგუფია. სამრეწველო მნიშვნელობის წარმომადგენლებს შორის აღსანიშნავია მეთანი, წყალი, წყალბადის სულფიდი, ამიაკი, აგრეთვე წყალბადის ჰალოგენები.
არასტაბილურ წყალბადის ნაერთების ნაწილი არის ნიადაგის წყალში, ცოცხალ ორგანიზმებში, ამიტომ შეგვიძლია ვისაუბროთ მათ გეოქიმიურ და ბიოქიმიურ როლზე.
ამ ტიპის ორობითი ნაერთების დასამზადებლად პირველ რიგში წყალბადს აყენებენ, რომელსაც აქვს ვალენტობა. მეორე ელემენტი არის არალითონი უარყოფითი ჟანგვის მდგომარეობით.
ინდექსირებისთვისვალენტებს შორის ორობით ნაერთში განისაზღვრება უმცირესი საერთო ჯერადი. თითოეული ელემენტის ატომების რაოდენობა განისაზღვრება ნაერთის შემადგენელი თითოეული ელემენტის ვალენტობაზე გაყოფით.
ჰიდროქლორიდი
განვიხილოთ ორობითი ნაერთების ფორმულები: წყალბადის ქლორიდი და ამიაკი. სწორედ ეს ნივთიერებებია მნიშვნელოვანი თანამედროვე ქიმიური მრეწველობისთვის. HCl ნორმალურ პირობებში არის აირისებრი ნაერთი, წყალში ძალიან ხსნადი. წყალბადის ქლორიდის გაზის დაშლისას წარმოიქმნება მარილმჟავა, რომელიც გამოიყენება მრავალ ქიმიურ პროცესში და წარმოების ჯაჭვებში.
ეს ორობითი ნაერთი გვხვდება ადამიანებისა და ცხოველების კუჭის წვენში, ის არის ბარიერი პათოგენური მიკრობებისთვის, რომლებიც კუჭში საკვებით შედიან.
მარილმჟავას გამოყენების ძირითად სფეროებს შორის გამოვყოფთ ქლორიდების წარმოებას, ქლორის შემცველი პროდუქტების სინთეზს, ლითონების დაწნვას, მილების ოქსიდებისა და კარბონატებისგან გაწმენდას, ტყავის წარმოებას.
ამიაკი, რომელსაც აქვს ფორმულა NH3, არის უფერო გაზი სპეციფიკური მძაფრი სუნით. წყალში მისი შეუზღუდავი ხსნადობა შესაძლებელს ხდის ამიაკის მიღებას, რომელიც მოთხოვნადია მედიცინაში. ბუნებაში, ეს ორობითი ნაერთი წარმოიქმნება ორგანული პროდუქტების დაშლის დროს, რომლებიც შეიცავს აზოტს.
ოქსიდების კლასიფიკაცია
ლითონის ჟანგბადის შემცველი ორობითი ნაერთი, რომელსაც აქვს 1 ან 2 ვალენტობა, მთავარიაოქსიდი. მაგალითად, ამ ჯგუფში შედის ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ოქსიდები.
არამეტალების ოქსიდები, ისევე როგორც 4-ზე მეტი ვალენტობის მქონე ლითონები, მჟავე ნაერთებია.
ქიმიური თვისებების მიხედვით ამ კლასის წარმომადგენლები იყოფა მარილწარმომქმნელ და არამარილწარმომქმნელ ჯგუფებად.
მეორე ჯგუფის ტიპურ წარმომადგენლებს შორის აღვნიშნავთ ნახშირბადის მონოქსიდს (CO), აზოტის ოქსიდს 1 (NO).
ნაერთების სისტემატური სახელწოდებების ფორმირება
დავალებებს შორის, რომლებსაც სთავაზობენ კურსდამთავრებულებს ქიმიის სახელმწიფო გამოცდაზე, არის ეს: "გოგირდის (აზოტი, ფოსფორი) შესაძლო ორობითი ჟანგბადის ნაერთების მოლეკულური ფორმულების შედგენა". დავალების შესასრულებლად აუცილებელია წარმოდგენა გქონდეს არა მხოლოდ ალგორითმის, არამედ ამ კლასის არაორგანული ნივთიერებების ნომენკლატურის თავისებურებებზე.
ორობითი ნაერთის სახელის ფორმირებისას თავდაპირველად მიუთითეთ ელემენტი, რომელიც მდებარეობს ფორმულაში მარჯვნივ და დაამატეთ სუფიქსი "id". შემდეგი, მიუთითეთ პირველი ელემენტის სახელი. კოვალენტურ ნაერთებს ემატება პრეფიქსები, რომლითაც შესაძლებელია ორობითი ნაერთის შემადგენელ ნაწილებს შორის რაოდენობრივი თანაფარდობის დადგენა.
მაგალითად, SO3 არის გოგირდის ტრიოქსიდი, N2O4 არის დინატროგენი ტეტროქსიდი, I2CL6 - დიოდი ჰექსაქლორიდი.
თუ ორობითი ნაერთი შეიცავს ქიმიურ ელემენტს, რომელსაც შეუძლია გამოავლინოს სხვადასხვა დაჟანგვის მდგომარეობა, ჟანგვის მდგომარეობა მითითებულია ფრჩხილებში ნაერთის სახელის შემდეგ.
მაგალითად, რკინის ორი ნაერთიგანსხვავდება სახელით: FeCL3 - რკინის ოქსიდი (3), FeCL2 - რკინის ოქსიდი (2).
ჰიდრიდებისთვის, განსაკუთრებით არალითონური ელემენტებისთვის, გამოიყენეთ ტრივიალური სახელები. ასე რომ, H2O არის წყალი, HCL არის წყალბადის ქლორიდი, HI არის წყალბადის იოდიდი, HF არის ჰიდროფთორმჟავა.
კათიონები
იმ ელემენტების დადებით იონებს, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან მხოლოდ ერთი სტაბილური იონი, იგივე სახელები აქვთ, რაც თავად სიმბოლოებს. მათ შორისაა მენდელეევის პერიოდული სისტემის პირველი და მეორე ჯგუფის ყველა წარმომადგენელი.
მაგალითად, ნატრიუმის და მაგნიუმის კათიონები ასე გამოიყურება: Na+, Mg2+. გარდამავალ ელემენტებს შეუძლიათ შექმნან რამდენიმე ტიპის კატიონი, ამიტომ სახელი უნდა მიუთითებდეს ვალენტობაზე, რომელიც ჩნდება თითოეულ ცალკეულ შემთხვევაში.
ანიონები
მარტივი (მონატომური) და რთული (პოლიატომური) ანიონები იყენებენ სუფიქსს -id.
სუფიქსი -am არის გარკვეული ელემენტის საერთო ოქსოანიონი. ელემენტის ოქსოანიონისთვის, რომელიც ფორმულაშია დაბალი დაჟანგვის მდგომარეობით, გამოიყენება სუფიქსი -ის. პრეფიქსი hypo- გამოიყენება მინიმალური დაჟანგვის მდგომარეობისთვის, ხოლო per- გამოიყენება მაქსიმალური მნიშვნელობისთვის. მაგალითად, იონი O2- არის ოქსიდის იონი და O- არის პეროქსიდი.
არსებობს ჰიდრიდებისთვის სხვადასხვა ტრივიალური სახელები. მაგალითად, N2H4 ეწოდება ჰიდრაზინი, ხოლო PH3 ეწოდება ფოსფინს.
გოგირდის შემცველ ოქსოანიონებს აქვთ შემდეგი სახელები:
- SO42- - სულფატი;
- S2O32- - თიოსულფატი;
- NCS - - თიოციანატი.
მარილები
ბევრი საბოლოო ტესტი ქიმიაში გვთავაზობს შემდეგ დავალებას: "შეადგინეთ ფორმულები ლითონების ორობითი ნაერთებისთვის." თუ ასეთი ნაერთები შეიცავს ქლორის, ბრომის, იოდის ანიონებს, ასეთ ნაერთებს ჰალოიდები ეწოდება და მიეკუთვნება მარილების კლასს. ამ ორობითი ნაერთების ფორმულირებისას ჯერ მეტალი მოთავსებულია, რასაც მოჰყვება შესაბამისი ჰალოგენური იონი.
თითოეული ელემენტის ატომების რაოდენობის დასადგენად იპოვეთ ვალენტებს შორის უმცირესი ჯერადი, გაყოფისას მიიღეთ ინდექსები.
ასეთ ნაერთებს აქვთ მაღალი დნობის და დუღილის წერტილები, წყალში კარგი ხსნადობა, ნორმალურ პირობებში ისინი მყარია. მაგალითად, ნატრიუმის და კალიუმის ქლორიდები ზღვის წყლის ნაწილია.
სუფრის მარილს ადამიანები უძველესი დროიდან იყენებდნენ. ამჟამად, ამ ორობითი ნაერთის გამოყენება მხოლოდ ჭამით არ შემოიფარგლება. ნატრიუმის ქლორიდის წყალხსნარის ელექტროლიზით წარმოიქმნება ნატრიუმის ლითონი და ქლორის აირი. ეს პროდუქტები გამოიყენება სხვადასხვა წარმოების პროცესში, როგორიცაა ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, წყალბადის ქლორიდი.
ორობითი ნაერთების მნიშვნელობა
ამ ჯგუფში შედის ნივთიერებების უზარმაზარი რაოდენობა, ამიტომ დარწმუნებით შეგვიძლია ვთქვათ მათი გამოყენების მასშტაბებზე ადამიანის საქმიანობის სხვადასხვა სფეროში. ამიაკი გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში, როგორც აწინამორბედი აზოტის მჟავას წარმოებაში, მინერალური სასუქების წარმოებაში. ეს არის ორგანული ნაერთი, რომელიც გამოიყენება წვრილ ორგანულ სინთეზში და დიდი ხნის განმავლობაში გამოიყენება მაცივარში.
ვოლფრამის კარბიდის უნიკალური სიხისტის გამო, ამ ნაერთმა იპოვა გამოყენება სხვადასხვა საჭრელი ხელსაწყოების წარმოებაში. ამ ორობითი ნაერთის ქიმიური ინერტულობა საშუალებას იძლევა მისი გამოყენება აგრესიულ გარემოში: ლაბორატორიულ აღჭურვილობაში, ღუმელებში.
"სიცილის აირი" (აზოტის ოქსიდი 1) ჟანგბადთან შერეული გამოიყენება მედიცინაში ზოგადი ანესთეზიისთვის.
ყველა ბინარულ ნაერთს აქვს ქიმიური ბმის კოვალენტური ან იონური ბუნება, მოლეკულური, იონური ან ატომური კრისტალური ბადე.
დასკვნა
ორობითი ნაერთების ფორმულების შედგენისას აუცილებელია მოქმედებების გარკვეული ალგორითმის დაცვა. ელემენტი, რომელიც ავლენს პოზიტიურ ჟანგვის მდგომარეობას (აქვს ელექტრული ნეგატივის დაბალი მნიშვნელობა) იწერება ჯერ. მეორე ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობის მნიშვნელობის განსაზღვრისას, ჯგუფის რაოდენობა, რომელშიც ის მდებარეობს, აკლდება რვას. თუ მიღებული რიცხვები განსხვავდება ერთმანეთისგან, დგინდება უმცირესი საერთო ჯერადი, მაშინ გამოითვლება ინდექსები.
ოქსიდების გარდა, ეს ნაერთები მოიცავს კარბიდებს, სილიციდებს, პეროქსიდებს, ჰიდრიდებს. ალუმინის და კალციუმის კარბიდები გამოიყენება მეთანისა და აცეტილენის ლაბორატორიული წარმოებისთვის, პეროქსიდები გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში, როგორც ძლიერი ოქსიდიზატორები.
ჰალოგენი, როგორიცაა წყალბადის ფტორი(ჰიდროფტორმჟავა), გამოიყენება ელექტროტექნიკაში შედუღებისთვის. ყველაზე მნიშვნელოვან ბინარულ ნაერთებს შორის, რომელთა გარეშეც ძნელი წარმოსადგენია ცოცხალი ორგანიზმების არსებობა, წყალი ლიდერობს. ამ არაორგანული ნაერთის სტრუქტურული მახასიათებლები დეტალურად არის შესწავლილი სასკოლო ქიმიის კურსში. სწორედ მის მაგალითზე უჩნდებათ ბიჭებს წარმოდგენა მოქმედებების თანმიმდევრობის შესახებ ბინარული ნაერთების ფორმულების შედგენისას.
დასკვნის სახით აღვნიშნავთ, რომ ძნელია იპოვოთ თანამედროვე ინდუსტრიის ასეთი სფერო, ადამიანის ცხოვრების სფერო, სადაც არ უნდა გამოიყენოთ სხვადასხვა ბინარული ნაერთები.
