Химичното съединение е сложно химично вещество, съставено от идентични молекули на атоми на два или повече химични елемента, свързани помежду си с химични връзки и имащи определени химични свойства. В химичното съединение връзката се осъществява посредством отдаването или приемането на електрони, броят на които зависи от валентността на елементите, които участват в химичната реакция. Химичните съединения могат да бъдат молекулярни съединения с ковалентни връзки, соли с йонни връзки, интерметални съединения с метални връзки или по-сложни химични комплекси от координирани ковалентни връзки. Могат да бъдат разделени на по-прости вещества с помощта на химични реакции.

Те имат строго определена и постоянна структура като атомите са в определена пропорция помежду си. Когато атоми на два или повече химични елемента си взаимодействат и се свържат химично в определени тегловни съотношения, те образуват химично съединение. Така например атомите на сярата и желязото когато са нагрети, си взаимодействат и се получава ново вещество наречено железен сулфид.

Химичната формула определя броя на атомите на всеки елемент в съставната молекула, като се използват стандартните съкращения за химичните елементи и числов индекс. Например молекулата на водата има формула H2O, обозначаваща два водородни атома, свързани към един кислороден атом. Много химически съединения имат уникален идентификатор CAS номер, определен от Химическатареферативна служба на САЩ.

Съществува променлива и понякога непоследователна номенклатура за разграничаване на веществата, които включват наистина нестехиометрични примери за химични съединения и които изискват да се определят пропорциите. Много твърди вещества, например силикатните минерали, нямат прости формули, които отразяват химичното свързване на елементите един с друг във фиксирани пропорции. Въпреки това, тези кристални вещества често се наричат ​​нестехиометрични съединения. Променливостта в съставите им често се дължи на наличието на чужди елементи, захванати в кристалната структура на истинското химично съединение или поради нарушения в структурата му, което възниква поради излишък или дефицит на съставните елементи на места. Такива нестехиометрични вещества съставляват по-голямата част от земната кора и земната мантия. Други химически съединения могат да имат различно количество тежки или леки изотопи на съставните елементи, което леко променя съотношението на масите на елементите.

Химични вещества, които са съставени от молекули с два или повече атома на един и същ елемент не се считат за химични съединения (например H2, S8).

История За формулирането на концепцията за химично съединение е важен законът за постоянния състав, открит от Жозеф Пруст през 1799 г.Proust, J.-L. (1799). Researches on copper, Ann. chim., 32:26-54. Excerpt, in Henry M. Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry, 1400—1900, Cambridge, MA: Harvard, 1952. Accessed 2008-05-08 Този закон гласи, че независимо как е получено определено съединение, то винаги се състои от едни и същи химични елементи и съотношението на масите на тези елементи се изразява в малки цели числа. Няколко години по-късно, през 1803 г. Джон Далтон формулира закона за кратните отношения, според който в случай, когато две съединения могат да се образуват от определени елементи, масата на първия се съчетава с масите на другите така, че тяхното отношение е цяло число.law of multiple proportions definition Тези две твърдения подготвят пътя за разбиране на атомната структура на материята. Концепцията за химична структурна формула е въведена през 1850 г. от немския химик Фридрих Август Кекуле.

Важни характеристики Химичните съединения имат няколко елементарни, но съществени характеристики. Химичните елементи в едно химично съединение съществуват в постоянна и определена пропорция. Така например 2 атома водород и един атом кислород формират една молекула вода.

Химичните съединения имат определен набор от физични и химични свойства. Отделните елементи, които съставят съединението, не запазват свойствата си. Например водородът и кислородът са газове, а в съотношение 2:1 образуват вода, която е течност със съвсем нови свойства и характеристики. Химичните елементи в дадено съединение не могат да бъдат разделени с помощта на физични средства.

Разлики между химични съединения и смеси Една от най-важните разлики между химично съединение и смес е, че отделните компоненти, отделните съставки на сместа могат да се разделят с обикновени, механични и физични средства като филтриране, изпарение, употреба на магнит и т.н., докато компонентите на химичното съединение могат да бъдат отделени само с помощта на химични реакции.

Друга характеристика са физичните и химични свойства, така например свойствата на смесите зависят от свойствата на отделните съставки, докато химичните съединения имат физични и химични свойства напълно различни от съставящите ги елементи.

Въпреки това някои смеси са толкова еднородни, че лесно могат да бъдат объркани със смеси. Пример за това са сплавите. Те се получават механично със смесването на метали в течно състояние (след загряване) и след това охлаждането им до получаване на еднородна смес.

Химична формула

Химиците описват химичните съединения като използват различни формули. Когато химичните съединения са молекулни, се показва химичната формула за една молекулна единица. За полимери, минерали или метални оксиди се използва емпиричната формула като например NaCl за обикновената сол.

Елементите в химичната формула са записани обикновено в определен ред. Въглеродните атоми обикновено са първи, а водородните атоми следват веднага след това. Ако формулата не съдържа въглерод, другите химични елементи, включително водород, се записват в азбучен ред. Въпреки това има изключения от това правило. За йонните съединения положителният йон се записва пръв, а отрицателният на второ място. При оксидите, кислородът се записва последен. Органичните киселини обикновено следват това правило със C и H в началото на формулата, например C2HF3O2. Въпреки това формулите на неорганичните киселини обикновено са изключения от това правило. Те започват с водород. Формулата за основа завършва с хидроксилната група (OH-).

Видове химични съединения Органични съединения

Органични съединения се наричат група от химични съединения, чиито молекули съдържат въглерод. По исторически причини, някои видове съединения, например карбонатите, простите оксиди на въглерода, цианидите и карбидите, както и алотропните форми на въглерода не се считат за органични, въпреки че съдържат въглерод. Основните класове са органичните химични съединения са липидите, нуклеиновите киселини, въглеводородите и белтъците.

Изключения

Карбонати

Карбонати са солите на въглеродната киселина, включващи в състава си карбонатен анион, CO. С карбонат може да се обозначават и естери на въглеродната киселина. Карбонатният йон е най-простият оксикарбонов анион. Състои се от един въглероден атом, заобиколен от три кислородни атома, в триъгълна равнинна подредба, с D3h молекулярна симетрия. Той има молекулна маса 60,01 g/mol и носи заряд от -2.

Карбиди

Карбид се наричат съединенията на въглерода с метали и неметали. В тесен смисъл терминът карбид се отнася до съединенията на въглерода с металите. От всички елементи само кислородът, сярата, азотът, флуорът, хлорът и бромът са по-електроотрицателни от въглерода и техните съединения са извън групата на карбидите. Карбидите могат да бъдат разделени на три групи: йонни, метални и ковалентни.

Въглеродни оксиди Въглеродният монооксид, наричан също въглероден оксид или с остарялото си название въглероден окис, е газ без цвят и мирис, с моларна маса 28 g/mol (по-лек от въздуха). Химичната му формула е CO. Той е продукт от непълното изгаряне на съдържащи въглерод вещества при липса на достатъчно кислород, необходим за пълното окисление до въглероден диоксид (CO2).

Въглеродният диоксид (остарялоВ химичната терминология окис е заменено с оксид през 1980-те години; вж Оксид въглероден двуокис) е химично съединение, чиято молекула се състои от един атом въглерод и два атома кислород. Химичната формула на въглеродния диоксид е CO2. Той е газ без цвят и със специфична остра и задушлива миризма. Получава се като продукт при дишането на живите организми, както и при горенето.

Цианиди и Цианови производни

Цианидите са соли на циановодородната (синилна) киселина HCN, например NaCN (натриев цианид), KCN (калиев цианид, цианкалий). CN-група съдържат и други химични съединения, например нитрили, уретани и др.

Повечето видове цианиди са силно отровни. Ефектът им върху живи организми е блокиране на клетъчното дишане (който ефект обаче е обратим в кратки срокове). Цианидите са редуктори, ползват се в бижутерията, при горещо поцинковане на металите. В България все още се използват на някои места, въпреки че се води дискусия за премахването му.

Полуорганични киселини Синилна киселина

Циановодород (циановодородна или синилна киселина) е неорганично химично съединение с химична формула HCN и представлява безцветна, силно летлива, лесноподвижна течност с характерен мирис.

Циановодородната киселина се съдържа в някои растения, коксов газ, цигарен дим, отделя се по време на термично разлагане на найлон, полиуретан. Смесва се във всякакви съотношения с вода, етанол, етилов етер. Молекулата му е силно полярна.

Циановодородът е силна отрова.

Въглеродна киселина

Въглеродната киселина е химично съединение с химична формула H2CO3. В природата въглеродна киселина се образува при разтварянето на въглероден диоксид във вода: H2O+CO2->H2CO3. При 20 °C един обем вода разтваря 0,88 обема СО2. Химичните връзки в молекулата на въглеродната киселина са ковалентни полярни.

Киселинни аниони от оксивъглерод

Алифатни или мастни съединения

Ароматни съединения

Въглеводороди

Въглеводородите са основен клас органични съединения. Почти всички други органични вещества могат да се разглеждат като производни на въглеводородите. По химичен състав те са най-простите органични съединения, тъй като молекулите им са изградени само от въглеродни и водородни атоми.

Алкани

+ Алкани Наименование Химична формула Метан CH4 Етан C2H6 Пропан C3H8 Бутан C4H10 Пентан C5H12 Хексан C6H14 Хептан C7H16 Октан C8H18 Нонан C9H20 Декан C10H22 Обща формула CnH2n + 2*

Алкени

Алкените са хомоложен ред от ненаситени въглеводороди с обща формула CnH2n. Съдържат една двойна връзка между въглеродните атоми в молекулата си. Висшите членове на реда имат изомери.

Наименованията на видовете алкени завършват на -ен, например етен, пропен, бутен. Алкените още се наричат олефини (по-остарял синоним, широко използван в петролната промишленост).

+ Общо име – Алкени Бройвъглеродниатоми Имена Формула 2 Етен C2H4 3 Пропен C3H6 4 Бутен C4H8 5 Пентен C5H10 6 Хексен C6H12 7 Хептен C7H14 8 Октен C8H16 9 Нонен C9H18 10 Децен C10H20

Алкини

Алкините в химията са хомоложен ред от ненаситени въглеводороди с обща формула CnH2n-2. Съдържат една тройна връзка между два от въглеродните атоми в молекулата си.

Наименованията на видовете алкини завършват на -ин, например въглерод: C , етин : H-C≡C-H

Алкините още се наричат ацетилени.

За разлика от алканите и в по-малка степен от алкените, алкините са много реактивни и нестабилни съединения. Отличават се с висока киселинност и имат pKa стойности (25) между тези на амоняка (35) и етанола (16). между алкани, алкени и алкини има генетична връзка. Имат висока температура на кипене и топене.малко разтворими във вода, но по-добре от останалите.

Химични свойства:Участват в присъединителни реакции като присъединяват водород, вода, халогени, халогеноводороди. Взаимодействат с водород като първо се разкъсва едната пи връзка, после и другата, и се получава алкан със същия брой въглеродни атоми. Горят като се получава СО2 и Н2О.