二元化合物

二元化合物（二元素化合物）指包含兩種不同元素的化合物 。例如水H₂O、氯化鈉NaCl、氧化鋁Al₂O₃、硫化氫H₂S等。每種化合物具有一定的特性，既不同於它所含的元素或離子，亦不同於其他的化合物。已知的化合物有數百萬種，其中一些是存在於自然界中，另一些是人工合成的。

基本介紹

• 中文名：二元化合物
• 外文名：Binary compound
• 定義：兩種元素組成的化合物
• 例子：溴化銀AgBr、水H2O
• 子類：氧化物、碳化物等
• 性質：化合物

定義

二元化合物主要指無機化合物中分子是由兩種元素組成的化合物，或化學式中只含有兩種元素的化合物。如氯化鈉NaCl、溴化銀AgBr、水H2O等。二元化合物的命名，是在兩種元素名稱的中間用“化”字聯繫起來，是負價的元素名稱放在前，是正價的元素名稱放在後。

習慣命名

一般地講，二元化合物的命名遵循兩個形式：

“某化某”——若化合物中元素的價態都為其最常見的價態，且該命名不會導致歧義。習慣上是呈負價的元素在命名時放在前面。如： 氯化鈉—NaCl 硫化鉀—K2S 當化合物中的元素變價較多，或元素所呈價態不是主要價態時，以上命名會導致歧義。這時可以三種方法解決： “幾某化幾某”。如： 二氟化二氧—O2F2 四氮化四硫—S4N4 “某化某()”，括弧中的是以羅馬數字書寫的氧化數。常用於命名離子性較強的化合物。如： 氯化鈦(IV)—TiCl4 氯化鈦(III)—TiCl3 “某化高/亞某”，用在具有比較固定的可變價態的元素上。常見以這種方法命名的元素包括： Fe—鐵；Fe—亞鐵 Cu—銅；Cu—亞銅 Co—高鈷；Co—鈷 Hg—汞；Hg—亞汞 Tl—鉈/高鉈；Tl—亞鉈 Sn—錫/高錫；Sn—亞錫 Mn—高錳；Mn—錳。

變價金屬

“拉丁文表達法” 金屬拉丁文名 + “-ic” （用於高價） / “-ous” （用於低價） + 非金屬 + “-ide” 例如：氯化亞鐵—Ferrous chloride，氯化亞銅—Cuprous chloride 二元酸（水溶液）“Hydro-” + 非金屬 + “-ic” + “acid” 只有大約10種非金屬可與氫形成二元酸（此處的二元並不是指可電離的氫原子數目，而指酸中的元素數量）：氯、氟、溴、碘和硫等。它們的命名可用以下式表明： 例如：鹽酸—Hydrochloric acid，氫氟酸—Hydrofluoric acid

二元共價化合物

非金屬 + 非金屬 + “-ide” 在元素前加上適當的拉丁文前綴以表達化合物分子中一種元素原子的數量。這種方法通常不被用在離子化合物中（如下）。例如，K2O一般不稱Dipotassium monoxide，而簡單地稱為Potassium oxide。而P4O6，卻稱tetraphosphorus hexoxide。一些以元音開頭的元素名（例如氧Oxygen），則需取消前綴的最後字母而使用元素名的首字母，如：mono- + Oxide = Monoxide、O4 = Tetroxide、O5 = Pentoxide，如此類推。

如果第一種元素為單原子，不能加“mono-”。

1	Mono-	3	Tri-	5	Penta-	7	Hepta-	9	Nona-
2	Di-	4	Tetra-	6	Hexa-	8	Octa-	10	Deca-

例如：五氟化磷—Phosphorus pentafluoride，七氟化碘—Iodine heptafluoride

二元離子化合物

單原子陰離子：陽離子 + 陰離子 + “ide” 例如：硫化鎂—Magnesium Sulfide

二元化合物的熱穩定性

若將某一化合物加熱時，由於外層電子振動的加劇，致使電子云強烈地偏向正離子一方，若負離子的變形性足夠大，則負離子的一個或幾個電子可越過正離子外殼電子的斥力而進入正離子的原子軌道並為它所有，於是就伴隨著該化合物的分解。如銅的鹵化物的熱分解反應為

2CuX2=2CuX+X2

相互極化作用越大，分解溫度就越低，見如下數據：

化合物	CuF2	CuCl2	CuBr2	CuI2
分解溫度/攝氏度	950	500	490	不存在

氧化物

氧元素跟其它元素形成的二元化合物。如氧化鈣、二氧化硫、一氧化氮等。氧化物可分為不成鹽氧化物(如一氧化碳、一氧化氮等)和成鹽氧化物兩類，後者又分為鹼性氧化物(如氧化鈣)、兩性氧化物(如氧化鋁)和酸性氧化物(如二氧化碳)。此外還有過氧化物、超氧化物、臭氧化物等。同一種元素往往有幾種不同價態的氧化物，如SO₂和SO3、FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄等。有時氧化物的含義更廣泛，不限於含氧元素的二元化合物，如多元氧化物(如NiFe₂O₄)和有機氧化物(如氧化乙烯C₂H₄O，即環氧乙烷)等。

除氦、氖、氪外，所有元素皆能形成氧化物，並且容易表現出元素的最高氧化態。按價鍵特徵可分為離子型氧化物(如氧化鈉)和共價型氧化物 (如二氧化碳、氧化鈹); 按結構不同可分為氧化物、過氧化物、超氧化物、臭氧化物等;按其在水溶液中的酸鹼性可分為鹼性氧化物 (如氧化鈣)、酸性氧化物 (如三氧化硫)、兩性氧化物 (如氧化鋅、氧化鋁)，以及中性氧化物，亦稱惰性氧化物 (如一氧化碳、一氧化氮)，它們不溶於稀酸，也不溶於稀鹼; 此外，按組成還可分為金屬氧化物 (如氧化鈉)、非金屬氧化物 (如二氧化氮)、混合氧化物 (如四氧化三鐵)，以及非化學計量氧化物 (如FeO_0.90，FeO_0.95) 等。近代研究混合氧化物表明，四氧化三鐵、四氧化三鉛實際是鐵 (Ⅲ) 酸鐵FeFe[FeO₄]和鉛 (Ⅳ) 酸鉛 (Ⅱ) Pb₂[PbO₄]，是鹽，也有人稱之為假氧化物。非化學計量氧化物通常是由O按密堆積排列，金屬離子填入一些間隙而成。一種元素可形成幾種氧化物時，一般最高氧化態的呈酸性，低氧化態的呈鹼性，如氧化鉻CrO (鹼性)、三氧化二鉻Cr₂O₃(兩性) 和三氧化鉻CrO₃(酸性)。過氧化物含有O₂，可看做是過氧化氫的鹽，電正性極強的鹼金屬、鈣、鍶、鋇可形成離子型的過氧化物，過氧化鈉吸收空氣中的二氧化碳放氧。超氧化物含有超氧離子O₂，鉀、銣、銫、鈣、鍶、鋇皆可形成MO₂或MO₄型超氧化物，它們易吸潮，加熱時都放氧氣，遇水及稀酸也釋放氧。臭氧化物含有臭氧離子O₃，鹼金屬、鹼土金屬、銨離子皆能形成臭氧化物，它們是典型的鹽，易分解，如臭氧化鉀分解為超氧化鉀和氧氣，氧化性極強。各類氧化物在實際上都有很重要的套用。所有短周期元素的特徵氧化物都是無色的，長周期中許多元素的氧化物是有色的，低氧化態的氧化物中帶顏色的還要多些。鈹、鎂、鈣、鋯、鉿、釷的氧化物熔點最高，在2 500～3000℃之間，多用做耐高溫材料。

碳化物

指碳與電負性比它小的或與它相近的元素結合而成的二元化合物，不包括碳與氧、硫、磷、氮和鹵素形成的化合物。根據成鍵的特點，可將碳化物分成3種類型： 離子型、共價型、間充型。

① 離子型碳化物 又稱類鹽型碳化物。主要為ⅠA，ⅡA，ⅢA，ⅠB、ⅡB族元素 (除Hg外) 和一些f過渡元素 (f層電子未填滿) 與碳形成的二元化合物。有些含有C和C₂。含有C的碳化物，水解時放出甲烷，可稱為甲烷化物，例如碳化鈹Be₂C和碳化鋁Al₄C₃，後者水解式為：

Al₄C₃+12H₂O=4Al(OH)₃+3CH₄

含有C₂的化合物，水解時放出乙炔，又稱乙炔化物。例如：

CaC₂+2H₂O=HCCH+Ca(OH)₂

② 間充型碳化物 又稱金屬型碳化物。主要是d過渡元素，特別是ⅥB，ⅦB族及鐵系元素與碳形成的二元化合物。結構特點是碳原子占據金屬原子密堆積排列的八面體孔穴。特性是具有非常高的熔點(3000～4800℃)、硬度大 (莫氏硬度為7～10) 和具有金屬導電性。對於原子半徑大於130pm的金屬，碳原子的嵌入不會使金屬晶格變形，只使晶格進一步堅固，因而增大硬度，提高了熔點。對於原子半徑小於130pm的金屬，如鉻、錳、鐵、鈷和鎳，則金屬晶格被明顯畸變，這些金屬的碳化物性質介於離子型和間充型之間，頗容易被水和稀酸水解生成烴類和氫。

③共價型碳化物 主要是矽和硼的碳化物。碳原子與矽、硼原子的電負性接近，可得到完全共價的化合物，它們具有高硬度、高熔點和化學性質穩定的特點。

離子型碳化物中的碳化鈣是乙炔及其他化學試劑的重要原料。間充型碳化物硬度高，導電好，如碳化鎢和碳化鉭都是合金陶瓷複合材料的重要組分。共價型的碳化硼和碳化矽均已用做磨料。一般是通過碳與金屬或金屬氧化物在1000～2800℃高溫下反應來製取碳化物; 在某些情況下，則用碳氫化合物或氫氣還原金屬的氧化物或氯化物來製備。