二元化合物

化学术语

二元化合物（二元素化合物）指包含两种不同元素的化合物。例如水H2O、氯化钠NaCl、氧化铝Al2O3、硫化氢H2S等。每种化合物具有一定的特性，既不同于它所含的元素或离子，亦不同于其他的化合物。已知的化合物有数百万种，其中一些是存在于自然界中，另一些是人工合成的。

定义

二元化合物主要指无机化合物中分子是由两种元素组成的化合物，或化学式中只含有两种元素的化合物。如氯化钠NaCl、溴化银AgBr、水H2O等。二元化合物的命名，是在两种元素名称的中间用“化”字联系起来，是负价的元素名称放在前，是正价的元素名称放在后。

习惯命名

一般地讲，二元化合物的命名遵循两个形式：

“某化某”——若化合物中元素的价态都为其最常见的价态，且该命名不会导致歧义。习惯上是呈负价的元素在命名时放在前面。如：氯化钠—NaCl 硫化钾—K2S 当化合物中的元素变价较多，或元素所呈价态不是主要价态时，以上命名会导致歧义。这时可以三种方法解决： “几某化几某”。如：二氟化二氧—O2F2 四氮化四硫—S4N4 “某化某()”，括号中的是以罗马数字书写的氧化数。常用于命名离子性较强的化合物。如：氯化钛(IV)—TiCl4 氯化钛(III)—TiCl3 “某化高/亚某”，用在具有比较固定的可变价态的元素上。常见以这种方法命名的元素包括： Fe—铁；Fe—亚铁 Cu—铜；Cu—亚铜 Co—高钴；Co—钴 Hg—汞；Hg—亚汞 Tl—铊/高铊；Tl—亚铊 Sn—锡/高锡；Sn—亚锡 Mn—高锰；Mn—锰。

变价金属

“拉丁文表达法” 金属拉丁文名 + “-ic” （用於高价） / “-ous” （用於低价） + 非金属 + “-ide” 例如：氯化亚铁—Ferrous chloride，氯化亚铜—Cuprous chloride 二元酸（水溶液）“Hydro-” + 非金属 + “-ic” + “acid” 只有大约10种非金属可与氢形成二元酸（此处的二元并不是指可电离的氢原子数目，而指酸中的元素数量）：氯、氟、溴、碘和硫等。它们的命名可用以下式表明：例如：盐酸—Hydrochloric acid，氢氟酸—Hydrofluoric acid

二元共价化合物

非金属 + 非金属 + “-ide” 在元素前加上适当的拉丁文前缀以表达化合物分子中一种元素原子的数量。这种方法通常不被用在离子化合物中（如下）。例如，K2O一般不称Dipotassium monoxide，而简单地称为Potassium oxide。而P4O6，却称tetraphosphorus hexoxide。一些以元音开头的元素名（例如氧Oxygen），则需取消前缀的最後字母而使用元素名的首字母，如：mono- + Oxide = Monoxide、O4 = Tetroxide、O5 = Pentoxide，如此类推。

如果第一种元素为单原子，不能加“mono-”。

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

二元离子化合物

单原子阴离子：阳离子 + 阴离子 + “ide” 例如：硫化镁—Magnesium Sulfide

二元化合物的热稳定性

若将某一化合物加热时，由于外层电子振动的加剧，致使电子云强烈地偏向正离子一方，若负离子的变形性足够大，则负离子的一个或几个电子可越过正离子外壳电子的斥力而进入正离子的原子轨道并为它所有，于是就伴随着该化合物的分解。如铜的卤化物的热分解反应为

2CuX2=2CuX+X2

相互极化作用越大，分解温度就越低，见如下数据：

氧化物

氧元素跟其它元素形成的二元化合物。如氧化钙、二氧化硫、一氧化氮等。氧化物可分为不成盐氧化物(如一氧化碳、一氧化氮等)和成盐氧化物两类，后者又分为碱性氧化物(如氧化钙)、两性氧化物(如氧化铝)和酸性氧化物(如二氧化碳)。此外还有过氧化物、超氧化物、臭氧化物等。同一种元素往往有几种不同价态的氧化物，如SO2和SO3、FeO、Fe2O3和Fe3O4等。有时氧化物的含义更广泛，不限于含氧元素的二元化合物，如多元氧化物(如NiFe2O4)和有机氧化物(如氧化乙烯C2H4O，即环氧乙烷)等。

除氦、氖、氪外，所有元素皆能形成氧化物，并且容易表现出元素的最高氧化态。按价键特征可分为离子型氧化物(如氧化钠)和共价型氧化物 (如二氧化碳、氧化铍); 按结构不同可分为氧化物、过氧化物、超氧化物、臭氧化物等;按其在水溶液中的酸碱性可分为碱性氧化物 (如氧化钙)、酸性氧化物 (如三氧化硫)、两性氧化物 (如氧化锌、氧化铝)，以及中性氧化物，亦称惰性氧化物 (如一氧化碳、一氧化氮)，它们不溶于稀酸，也不溶于稀碱; 此外，按组成还可分为金属氧化物 (如氧化钠)、非金属氧化物 (如二氧化氮)、混合氧化物 (如四氧化三铁)，以及非化学计量氧化物 (如FeO0.90，FeO0.95) 等。近代研究混合氧化物表明，四氧化三铁、四氧化三铅实际是铁 (Ⅲ) 酸铁FeFe[FeO4]和铅 (Ⅳ) 酸铅 (Ⅱ) Pb2[PbO4]，是盐，也有人称之为假氧化物。非化学计量氧化物通常是由O按密堆积排列，金属离子填入一些间隙而成。一种元素可形成几种氧化物时，一般最高氧化态的呈酸性，低氧化态的呈碱性，如氧化铬CrO (碱性)、三氧化二铬Cr2O3(两性) 和三氧化铬CrO3(酸性)。过氧化物含有O2，可看做是过氧化氢的盐，电正性极强的碱金属、钙、锶、钡可形成离子型的过氧化物，过氧化钠吸收空气中的二氧化碳放氧。超氧化物含有超氧离子O2，钾、铷、铯、钙、锶、钡皆可形成MO2或MO4型超氧化物，它们易吸潮，加热时都放氧气，遇水及稀酸也释放氧。臭氧化物含有臭氧离子O3，碱金属、碱土金属、铵离子皆能形成臭氧化物，它们是典型的盐，易分解，如臭氧化钾分解为超氧化钾和氧气，氧化性极强。各类氧化物在实际上都有很重要的应用。所有短周期元素的特征氧化物都是无色的，长周期中许多元素的氧化物是有色的，低氧化态的氧化物中带颜色的还要多些。铍、镁、钙、锆、铪、钍的氧化物熔点最高，在2 500～3000℃之间，多用做耐高温材料。

碳化物

指碳与电负性比它小的或与它相近的元素结合而成的二元化合物，不包括碳与氧、硫、磷、氮和卤素形成的化合物。根据成键的特点，可将碳化物分成3种类型：离子型、共价型、间充型。

① 离子型碳化物又称类盐型碳化物。主要为ⅠA，ⅡA，ⅢA，ⅠB、ⅡB族元素 (除Hg外) 和一些f过渡元素 (f层电子未填满) 与碳形成的二元化合物。有些含有C和C2。含有C的碳化物，水解时放出甲烷，可称为甲烷化物，例如碳化铍Be2C和碳化铝Al4C3，后者水解式为：

Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4

含有C2的化合物，水解时放出乙炔，又称乙炔化物。例如：

CaC2+2H2O=HCCH+Ca(OH)2

② 间充型碳化物又称金属型碳化物。主要是d过渡元素，特别是ⅥB，ⅦB族及铁系元素与碳形成的二元化合物。结构特点是碳原子占据金属原子密堆积排列的八面体孔穴。特性是具有非常高的熔点(3000～4800℃)、硬度大 (莫氏硬度为7～10) 和具有金属导电性。对于原子半径大于130pm的金属，碳原子的嵌入不会使金属晶格变形，只使晶格进一步坚固，因而增大硬度，提高了熔点。对于原子半径小于130pm的金属，如铬、锰、铁、钴和镍，则金属晶格被明显畸变，这些金属的碳化物性质介于离子型和间充型之间，颇容易被水和稀酸水解生成烃类和氢。

③共价型碳化物主要是硅和硼的碳化物。碳原子与硅、硼原子的电负性接近，可得到完全共价的化合物，它们具有高硬度、高熔点和化学性质稳定的特点。

离子型碳化物中的碳化钙是乙炔及其他化学试剂的重要原料。间充型碳化物硬度高，导电好，如碳化钨和碳化钽都是合金陶瓷复合材料的重要组分。共价型的碳化硼和碳化硅均已用做磨料。一般是通过碳与金属或金属氧化物在1000～2800℃高温下反应来制取碳化物; 在某些情况下，则用碳氢化合物或氢气还原金属的氧化物或氯化物来制备。

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