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    化合物由两种或两种以上的元素组成的纯净物(区别于单质)。化合物具有一定的特性,既不同于它所含的元素或离子,亦不同于其他化合物,通常还具有一定的组成。

    编辑摘要
    科学 +
    化合物

    这种化合物是一种细小的非晶态粉末,它们不挥发,具有气体稳定性,在300摄氏度高温下仍保持热稳定性。[详细]

    目录

    简介/化合物 编辑

    11化合物

    化合物(compound)是指从化学反应之中所产生,由两种或两种以上元素构成的纯净物(区别于单质)。化合物是纯物质分类下的一类,与元素和混合物相对。尽管有些情况下化合物的实际情况会与上述定义背离,如组成元素随制备方法而改变,内部结构并不均一,不同核素的分布并不固定等等,但一般仍认为它们属于化合物的范畴。另外,化合物中各元素的摩尔比并不一定是整数,某一元素也可呈不同的价态,例如非整比化合物混合价态化合物。

    例如:氯化钠(NaCl)是一种通过盐酸(HCl)和氢氧化钠(NaOH)的化学作用(中和反应)而成的物质。

    特征/化合物 编辑

    化合物具有一定的特性,通常还具有一定的组成

    化合物与混合物的主要区别

    (1)化合物组成元素不再保持单质状态时的性质;混合物没有固定的性质,各物质保持其原有性质(如没有固定的熔、沸点)。 

    (2)化合物组成元素必须用化学方法才可分离; 

    (3)化合物组成通常恒定。混合物由不同种物质混合而成,没有一定的组成,不能用一种化学式表示。

    元素、单质、化合物的主要区别

    由同种元素组成的纯净物叫做单质,由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。无论是在单质还是化合物中,只要是具有相同核电荷数的一类原子,都可以称为某元素。

    三者的主要区别是:元素是组成物质的成分,而单质和化合物是指元素的两种存在形式,是具体的物质。元素可以组成单质和化合物,而单质不能组成化合物。

    非等比化合物 

    在通常人们的印象当中,化合物都是由几种固定的按简单数学配比的元素所组成,然而更多的化合物却是非等比化合物,尤其是无机化合物。所谓非等比化合物,就是组成是非计量比或非整比的化合物,即这些化合物的组成原子间不为小整数比,且组成可在一定范围内变化,不符合定组成定律。
    最新的研究表明,该类化合物大致包括以下几类:
    (1)由两种或多种金属共熔形成的合金体系。由于各类合金可能存在多种相平衡点,因而形 成了多种组成可变的合金化合物。如钢由Fe与C组成的二元体系中,由于组成的不同可形成奥氏体、莱氏体、马氏体和珠光体等不同的相。
    (2)在岩盐体系中,晶格中由于生成极小部分缺陷而呈现特殊颜色的化合物,如下钠蒸气中加热氯化钠形成Na+δCl(δ<<1),是一种浅绿色化合物。
    (3)许多过渡金属的氧化物、硫化物、氮化物、碳化物或氢化物,这些具有丰富的物理和化学性质的化合物一般都是非等比化合物。
    化合物种类繁多,达一千多万种,有的化合物由阴阳离子构成,如氯化钠NaCl、硫酸铵(NH4)2SO4等;有的化合物由分子构成,如氨气NH3、甲烷CH4、五氧化二磷P2O5、二硫化碳CS2等;有的化合物由原子构成,如二氧化硅SiO2、碳化硅SiC等。化合物可以分为无机化合物(不含碳的化合物)和有机化合物(含碳的化合物,除CO、CO2、H2CO3和碳酸盐等)两大类。按化学性质的不同,可以把化合物分为氧化物、酸类、碱类和盐类。

    化学键/化合物 编辑

    共价键:共价键为二个原子借由未填满、自旋方向相反之二原子,彼此共用结合所成之键结形式,例如溴化氢、氯化铝。 

    离子键:当共价键键结形成之分子,原子间若电负性差在1.7以上时(电负性为原子吸引电子的能力),造成空间中电荷密度分布不均,电子会被吸引到电负性较大的原子那一方,由于吸引电子,故电负性大的原子表现出类似带负电的特性,反之,电负性小的原子表现出类似正电荷的性质。含有离子键的化合物如:氧化铝、氯化锰。综合上述,若化合物中的原子电负性差小,则为共价键,若电负性差大,则为离子键。

    金属键:金属原子大部分电负性小,故没有将价电子保留在自己原子核周围的能力,造成电子四处游离,当大量金属原子聚集,大量游离的电子会在规则排列的金属原子核间四处移动不受限制,这种大量电子游离的样貌被称为电子海,借由电子海及金属原子核彼此之间的作用力,即称为金属键。 

    范德华力:一般被认为是原子间交互作用的结果,但实际上并未发生化学反应,该键有多种型式,键结力量弱,其中之一为氢键,顾名思义,即氢原子在空间中与其他原子彼此交互作用而形成的范德华键。这不属于化学键。[1]

    分类/化合物 编辑

    高分子化合物结构图高分子化合物结构图
    对化合物的分类,是研究化学物质分类的一个主要内容。时下通行的化合物分类方法是按化合物分子的不同来分类。
    按化学性质的不同分类:
    可以把化合物分为氧化物、酸类、碱类和盐类。
    按是否含碳氢元素分类:
    有机化合物:有机化合物含有碳氢化合物(或叫做烃,hydrocarbon),如甲烷(methane, CH4),分为:糖类、核酸、脂质和蛋白质。有机物是含碳元素的化合物(除CO2、CO、H2CO3以及碳酸盐外)如CH4、C2H5OH、CH3COOH都含有碳(C)元素。
    无机化合物:无机化合物不含碳氢化合物,如硫酸铅[lead (II) sulphate, PbSO4],分为:酸、碱、盐和氧化物。又如如H2O、KClO3、MnO2、KMnO4、NaOH等等,都是无机物。
    按化学键种类分类:
    离子化合物:钠是金属元素,氯是非金属元素。钠和氯的单质都很容易跟别的物质发生化学反应。它们互相起化学反应时,生成化合物氯化钠。
    从钠和氯的原子结构看,纳原子的最外电子层有1个电子,容易失去,氯原子的最外电子层有7个电子,容易得到1个电子,从而使最外层都达到8个电子的稳定结构。所以当钠跟氯反应时,气态钠原子的最外电子层的1个电子转移到气态氯原子最外电子层上去,这样,两个原子的最外电子层都成了8个电子的稳定结构
    在这个过程中,钠原子因失去1个电子而带上了1个单位的正电荷;氯原子因得到1个电子而带上了1个单位的负电荷。这种带电的原子叫做离子。带正电的离子叫做阳离子,如钠离子(Na+);带负电的离子叫做阴离子,如氯离子(Clˉ)。这两种带有相反电荷的离子之间相互作用,就形成化合物氯化钠。它呈电中性。
    在通常情况下,氯化钠是固体。像氯化钠这种由阴、阳离子相互作用而构成的化合物,就是离子化合物。如氯化钾(KCl),氯化镁(MgCl2),氯化钙(CaCl2),氟化钙(CaF2)等都是离子化合物。带电的原子团也叫离子,如硫酸根离子,氢氧根离子(OHˉ)等。硫酸锌(ZnSO4),碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)等也是离子化合物。
    共价化合物:盐酸是氯化氢气体的水溶液。氢气跟氯气化合可以生成氯化氢气体。
    氯和氢都是非金属元素,不仅氯原子很容易获得1个电子形成最外层8个电子的稳定结构,而且氢原子也容易获得1个电子形成最外层2个电子的稳定结构。这两种元素的原子获得电子难易的程度相差不大,所以都未能把对方的电子夺取过来。两种元素的原子相互作用的结果是双方各以最外层1个电子组成一个电子对,这个电子对为两个原子所共用,在两个原子核外的空间运动,从而使双方最外层都达到稳定结构。这种电子对,叫共用电子对。共用电子对受两个核的共同吸引,使两个原子形成化合物的分子。在氯化氢分子里,由于氯原子对于电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以电子对偏向氯原子一方,因此氯原子一方略显负电性,氢原子一方略显正电性,但作为分子整体仍呈电中性。
    像氯化氢这样以共用电子对形成分子的化合物,叫共价化合物。如水、二氧化碳等都是共价化合物。
    配位化合物:由中心原子(或离子 ))和几个配体分子(或离子)以配位键相结合而形成的复杂分子或离子,通常称为配位单元。凡是含有配位单元的化合物都称做配位化合物,简称配合物,也叫络合物。
    Ni(CO)4 都是配位单元, 分别称作配阳离子、配阴离子、配分子。
    [ Co(NH3)6]Cl3 , K3[Cr(CN)6], Ni(CO)4 都是配位化合物。[Co(NH3)6] [Cr(CN)6] 也是配位化合物。判断的关键在于是否含有配位单元。

    数量/化合物 编辑

    物质世界是多姿多彩的,从古代最原始的分类(金、木、水、火、土)到目前有确定组成的几十万种化合物,每年还有大量新的化合物被发现。

    美国《化学文摘》编辑部的统计:已发现天然存在的化合物和人工合成的化合物,大约有三百多万种。这些化合物有的是由两种元素组成的,有的是由三种、四种以至更多的化学元素组成的。 每年依然有新合成的化合物数量达30余万,其中90%以上是有机化合物。

    鉴定 /化合物 编辑

    化合物纯度的鉴定方法,从快速便宜、简便的要求出发,主要来之于以下几点:
    TLC纯度的鉴定:
    1 展开溶剂的选择,不只是至少需要3种不同极性展开系统展开,是首先要选择三种分子间作用力不同的溶剂系统,如氯仿\甲醇,环己烷\乙酸乙酯,正丁醇\醋酸\水,分别展开来确定组分是否为单一斑点。这样做的好处是很明显的,通过组份间的各种差别将组分分开,有可能几个相似组份在一种溶剂系统中是单一斑点,因为该溶剂系统与这几个组分的分子间力作用无显著的差别,不足以在TLC区分。而换了分子间作用力不同的另一溶剂系统,就有可能分开。这是用3种不同极性展开系统展开所不能达到的。
    2 对于一种溶剂系统正如wxw0825所言,至少需要3种不同极性展开系统展开,其一种极性的展开系统将目标组分的Rf推至0.5,另两极性的展开系统将目标组分的Rf推至0.8,0.2。作用是检查有没有极性比目标组分更大或更小的杂质
    3 显色方法,光展开是不够的,还要用各种显色方法。一般一定要使用通用型显色剂,如10%硫酸,碘,因为每种显色剂(不论是通用型显色剂,还是专属显色剂在工作中都遇到他们都有一化合物不显色的时候),再根据组分可能含有混杂组份的情况,选用专属显色剂。只有在多个显色剂下均为单一斑点,这时才能下结论样品为薄层纯
    熔程判断纯度:
    原理很简单,纯化合物,熔程很短,1,2度。混合物熔点下降,熔程变长。
    HPLC的纯度鉴定:
    对于HPLC因为常用的系统较少,加之其分离效果好,一般不要求选择三种分子间作用力不同的溶剂系统,只要求选这三种不同极性的溶剂系统,使目标峰在不同的保留时间出峰。
    软电离质谱的纯度鉴定:
    如ESI-MS,APCI-MS。大极性化合物选用ESI-MS,极性很小的化合物选用APCI-MS,这些软电离质谱的特点是只给出化合物的准分子离子峰,通过正负离子的相互沟通来确定分子量。如果样品不纯,就会检出多对准分子离子峰,不但确定了纯度,还能明确混杂物的分子量。
    核磁共振的纯度鉴定:
    从氢谱中如果发现有很多积分不到一的小峰,就有可能是样品是样品中的杂质。利用门控去偶的技术通过对碳谱的定量也能实现纯度鉴定。
    每种方法多有各自的局限性,如基于氢谱的纯度鉴定,如果发现有很多积分不到一的小峰,还有可能使样品中的活泼质子,基于软电离质谱的纯度鉴定,如果混杂物的分子量与目标物一样就无法检出。
    对化合物纯度,世界上不存在100%纯的化合物。希望要多高的纯度应该与目的有关,例如,想测核磁共振鉴定结构,一般要求95%的纯度,如果想测EI-MS,纯度越高越好。99%以上。
    以上的方法都不能区分对应异构体

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2011-11-10
    扩展阅读
    1环保清洗
    2happy time is coming!!

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