4. Бинарные соединения

Обширный тип неорганических сложных веществ  бинарные соединения. К ним относятся, в первую очередь все двухэлементные соединения (кроме основных, кислотных и амфотерных оксидов), например H₂O, KBr, H₂S, Cs₂(S₂), N₂O, NH₃, HN₃, CaC₂, SiH₄. Электроположительная и электроотрицательная составляющие формул этих соединений включают отдельные атомы или связанные группы атомов одного элемента.

Многоэлементные вещества, в формулах которых одна из составляющих содержит не связанные между собой атомы нескольких элементов, а также одноэлементные или многоэлементные группы атомов (кроме гидроксидов и солей), рассматривают как бинарные соединения, например CSO, IO₂F₃, SBrO₂F, CrO(O₂)₂, PSI₃, (CaTi)O₃, (FeCu)S₂, Hg(CN)₂, (PF₃)₂O, VCl₂(NH₂). Так, CSO можно представить как соединение CS₂, в котором один атом серы заменен на атом кислорода.

Названия бинарных соединений строятся по обычным номенклатурным правилам, например:

OF2  дифторид кислорода	K2O2  пероксид калия
HgCl2  хлорид ртути(II)	Na2S  сульфид натрия
Hg2Cl2  дихлорид диртути	Mg3N2  нитрид магния
SBr2O  оксид-дибромид серы	NH4Br  бромид аммония
N2O  оксид диазота	Pb(N3)2  азид свинца(II)
NO2  диоксид азота	CaC2  ацетиленид кальция

Для некоторых бинарных соединений используют специальные названия, список которых был приведен ранее.

Химические свойства бинарных соединений довольно разнообразны, поэтому их часто разделяют на группы по названию анионов, т.е. отдельно рассматривают галогениды, халькогениды, нитриды, карбиды, гидриды и т. д. Среди бинарных соединений встречаются и такие, которые имеют некоторые признаки других типов неорганических веществ. Так, соединения CO, NO, NO₂, и (Fe^IIFe₂^III)O₄, названия которых строятся с применением слова оксид, к типу оксидов (кислотных, основных, амфотерных) отнесены быть не могут. Монооксид углерода СО, монооксид азота NO и диоксид азота NO₂ не имеют соответствующих кислотных гидроксидов (хотя эти оксиды образованы неметаллами С и N), не образуют они и солей, в состав анионов которых входили бы атомы С^II, N^II и N^IV. Двойной оксид (Fe^IIFe₂^III)O₄  оксид дижелеза(III)-железа(II) хотя и содержит в составе электроположительной составляющей атомы амфотерного элемента  железа, но в двух разных степенях окисления, вследствие чего при взаимодействии с кислотными гидроксидами образует не одну, а две разные соли.

Такие бинарные соединения, как AgF, KBr, Na₂S, Ba(HS)₂, NaCN, NH₄Cl, и Pb(N₃)₂, построены, подобно солям, из реальных катионов и анионов, поэтому их называют солеобразными бинарными соединениями (или просто солями). Их можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в соединениях НF, НCl, НBr, Н₂S, НCN и НN₃. Последние в водном растворе обладают кислотной функцией, и поэтому их растворы называют кислотами, например НF(aqua)  фтороводородная кислота, Н₂S(aqua)  сероводородная кислота. Однако они не принадлежат к типу кислотных гидроксидов, а их производные  к солям в рамках классификации неорганических веществ.

Получение щелочей. 1. Реакция металла с водой.  Способ не имеет практического значение, т.к. реакции протекают очень бурно и выделяющийся водород может самовоспламеняться. 2Na + H2O = 2NaOH + H2 2. Реакции с водой оксидов металлов главных подгрупп 1 и 2 групп ПСЭ.  Имеет практическое значение только для получения гидроксида кальция. CaO + H2O = Ca(OH)2 3. Электролиз водных растворов хлоридов металлов – промышленное получение щелочей. 2KCl + 2H2O = 2KOH + H2↑ + Cl2↑ На катоде: 2H2O + 2e = 2OH- + H2↑ На аноде: 2Cl- - 2e = Cl2↑  Нерастворимые основания осаждают щелочами из растворов соответствующих солей. CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 Химические свойства. Все основания, и в первую очередь щёлочи, образуют при диссоциации гидроксид-ионы ОН-, которые обусловливают ряд общих свойств: • мылкость на ощупь;  • изменение окраски индикаторов;  • взаимодействие с другими веществами. 1. Изменение окраски индикаторов в растворах щелочей:   лакмус (фиолетовый) – синий;  метиловый оранжевый (оранжевый) – жёлтый;  фенолфталеин (бесцветный) – малиновый.  2. Реакция нейтрализации – универсальная. Основание + Кислота → Соль + Вода Реакция возможна, если образующаяся соль растворяется в воде. 3. Взаимодействие щелочей с оксидами неметаллов – реакция обмена. Основание + Оксид неметалла → Соль + Вода Протекает с кислотообразующими оксидами с образованием соответствующих солей. 2NaOH + N2O3 = NaNO3 + H2O 2OH- + N2O3 = 2NO3- + H2O 2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O SO2 + 2OH- = SO32- + H2O 4. Взаимодействие щелочей с солями – реакция обмена. Щёлочь + Соль → Новое основание + Новая соль Типичная реакция ионного обмена; протекает только при условии образования осадка или выделения газа. 2KOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + K2SO4 2OH- + Cu2+ = Cu(OH)2↓ NaOH + NH4Cl = NaCl + NH3↑ + H2O OH- + NH4+ = NH3↑ + H2О 5. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на оксид металла и воду. Fe(OH)2 = FeO + H2O Гидроксид серебра разлагается даже при комнатной температуре. Для щелочей эта реакция нехарактерна. Например, гидроксид натрия можно расплавить и довести до кипения, но разлагаться он не будет.   Амфотерные гидроксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами:  Al(OH)3 + 3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O (образуется нитрат алюминия)  Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] (образуется комплексная соль - тетрагидроксоалюминат натрия)