二元化合物

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引言

我們在日常生活中看到的鹽等化合物，其實就是二元化合物。鹽的晶格結構被稱為岩鹽結構。透過這種結構，我們可以看到鈉離子和氯離子在晶格中的排列方式。這些鈉離子和氯離子構成了氯化鈉晶格的二元體系。對這種二元化合物結構的研究是理解不同材料性質的關鍵。化學的一個分支涉及合成和構建潛在的材料，以改善其物理效能，例如彈性、強度、導電性等。

什麼是二元化合物？

由兩種不同元素組成的化合物稱為二元化合物。元素是一種不能分解成更小物質的物質。這些二元化合物是最簡單的分子化合物類別。二元化合物也稱為二元相化合物或二元相。許多此類化合物是許多重要的有機和無機化合物的重要的組成部分。水就是一種重要的化合物。水由兩種元素組成，即氫和氧。水是一種共價二元化合物，呈V形。水分子由兩個透過共價鍵與一個氧原子連線的氫原子構成，該氧原子有兩個孤對電子。

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二元化合物的命名

二元化合物的命名過程與其他化合物的命名類似。IUPAC命名法包括：

• 首先寫出二元化合物中存在的陽離子的名稱。

• 在陽離子名稱之後寫出二元化合物中存在的陰離子的名稱。

• 陰離子的名稱由元素名稱加上“-化物”字尾構成。例如，氟的陰離子稱為氟化物。

• 例如 - KCl 的名稱為氯化鉀。這裡鉀離子是陽離子，而氯離子是陰離子。

• 如果二元化合物含有兩種元素的兩個以上原子，則離子的名稱包括相同元素離子的數量。

• 例如 - $\mathrm{N_{2}O_{3}}$ 的名稱為三氧化二氮。由於存在2個氮原子，所以在氮之前新增字尾“二”；類似地，存在3個氧原子，因此在氧化物之前新增字尾“三”。

• 對於以過渡金屬為陽離子的二元化合物，陽離子名稱後面要加上陽離子的氧化態（用羅馬數字表示）。

• 例如 - $\mathrm{FeO}$ 被命名為氧化亞鐵。鐵的氧化態為+2，因此在陽離子名稱之後新增表示2的羅馬數字。

二元化合物的例子

共價二元化合物的例子

此類化合物含有透過共價鍵連線的兩種元素的原子。

一氧化二氮、四氯化碳、一氧化氮、過氧化氫、二氧化氮、一氧化碳、三氧化二氮、甲烷、四氧化二氮、氨、五氧化二氮、五氯化磷、六氟化硫等。

離子二元化合物的例子

此類化合物含有連線兩種元素原子的離子鍵。

氟化鉀、氯化鈉、磷化鈣、碘化鋰、氮化鈉、溴化鉀、氧化鈣、氧化鎂、溴化鈉、氧化鋅、氧化鋇、氯化鋁、氫化鈣、硫化鈣、氯化銀、氯化鋇、碘化鉀、氫化鎂、氯化鋇等。

過渡金屬二元化合物的例子

碘化金(I)、氯化鐵(II)、氯化鐵(III)、氧化亞銅、氧化汞(II)、氟化亞錫、溴化銅(II)、碘化亞銅、氟化鉛(II)、氮化鉛(IV)、硫化鎳(II)、碘化鉻(III)、氟化亞錫、硫化汞(II)、氯化鉛(IV)、磷化鎳(II)、溴化金(III)、碘化鈷(II)等。

二元酸

二元酸，也稱為氫鹵酸，是含有非金屬元素和氫的物質。與含氧酸一起，二元酸構成兩大類酸。含氧酸由氫原子、氧原子和其他元素的原子組成。二元酸的命名包括字首“氫”加上元素名稱，最後新增字尾“酸”。例如，$\mathrm{HCl}$ 的名稱為鹽酸。大多數氫鹵酸由氫和鹵素組成。這些酸的強度受許多因素的影響，例如陰離子和氫之間的鍵能、陰離子的溶劑化能、陰離子的電子親和勢等。酸的強度與氫和非金屬離子之間鍵的強度成反比。

二元酸和二元化合物的區別

二元酸	二元化合物
二元酸是由兩種元素（氫和非金屬元素）組成的化合物。	二元化合物是由兩種元素組成的化合物。
因此，可以說所有二元酸都是二元化合物。	並非所有二元化合物都是二元酸。
二元酸定義了二元化合物的一個子類別。	另一方面，二元化合物是一個更廣泛的化合物類別，因為它沒有指定化合物中應存在的元素型別才能將其歸類為二元化合物。
例子：鹽酸、氫溴酸、氫氟酸、氫碘酸等。	例子：一氧化二氮、四氯化碳、氧化鈣等。

二元離子化合物

由兩種元素的原子透過靜電引力結合並形成離子鍵而形成的化合物稱為二元離子化合物。最常見的例子包括氯化鈉、氯化鎂、硫化銅、碘化鉀、氧化鈣、氟化鋁、氯化鎂、氯化鋇、氯化鋁、氫碘酸、鹽酸等。諸如$\mathrm{H_{2}O}$之類的化合物屬於二元共價化合物的子類別。原子之間的鍵合差異構成了二元化合物分類的基礎。

結論

總而言之，二元化合物是構成普通化學基礎的化合物。對這些化合物的深入瞭解有助於學習更大的分子和化合物。由於此類化合物是一個廣泛的類別，因此這些化合物具有廣泛的應用。二元化合物可以分為二元共價化合物、二元離子化合物、二元酸、二元過渡金屬化合物等。這些化合物及其性質在生物化學、醫學、製藥、食品科學、有機化學、無機化學、分析化學、工業化學、材料化學、物理化學、生物技術、高分子化學和工程等各個科學領域都有研究。

常見問題

問1. 硝酸鋁是二元化合物嗎？

答：不是，硝酸鋁不是二元化合物，因為硝酸根離子由氮和氧兩種元素組成。因此，該化合物中存在包括鋁在內的三種元素，這與二元化合物的定義相矛盾。

問2. 如果二元化合物中存在7個相同元素的原子，則使用什麼字首？

答：在該元素離子的名稱前使用字首“七”。

問3. 寫出三硒化六氯的化學式。

答：三硒化六氯的化學式為$\mathrm{Se_{3}Cl_{6}}$ (注意原文錯誤，應為Se而非Si)

問4. 寫出三氧化二鋁的化學式。

答：三氧化二鋁的化學式為$\mathrm{Al_{2}O_{3}}$

問5. 鹵素氫鹵酸中最強的二元酸是哪一種？

答：氫碘酸 (HI) 是鹵素氫鹵酸中最強的酸。