НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ

НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
1. ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ ( АЛКАНЫ ).
По номенклатуре ИЮПАК названия предельных углеводородов характеризуются
суффиксом –ан. Первые четыре углеводорода носят исторически сложившиеся названия,
начиная с пятого в основе названия углеводорода лежит греческое название
соответствующего числа углеродных атомов.
Углеводороды с нормальной цепью углеродных атомов имеют следующие названия:
СH4- метан
CH3- CH3- этан
CH3-CH2- CH3- пропан
CH3-(CH2)2- CH3- бутан
CH3-(CH2)3- CH3- пентан
CH3-(CH2)4- CH3- гексан
CH3-(CH2)5- CH3- гептан
CH3-(CH2)6- CH3- октан
CH3-(CH2)7- CH3- нонан
CH3-(CH2)8- CH3- декан
CH3-(CH2)8- CH3- ундекан
CH3-(CH2)10- CH3- додекан
Названия углеводородов с разветвленными цепями строятся следующим
образом:
1. За основу названия данного соединения берут название углеводорода, соответствующее
числу углеродных атомов главной цепи.
Главной цепью углеродных атомов считают:
а) самую длинную;
б) самую сложную( с максимальным числом разветвлений). Если в углеводороде можно
выделить две или несколько одинаково длинных цепей, то за главную выбирают ту из
них, которая имеет наибольшее число разветвлений:
,но не
2. После установления главной цепи необходимо перенумеровать углеродные атомы.
Нумерацию начинают с того конца цепи, к которому ближе примыкает любой из алкилов.
Если разные алкилы находятся на равном удалении от обоих концов цепи, то нумерацию
начинают с того конца, к которому ближе радикал с меньшим числом углеродных атомов
(метил, этил, пропил и т.д.). Например:
4- изопропил-3-этилоктан (начало нумерации определяет этил)
3-метил 6-этилоктан (начало нумерации определяет метил)
5-втор-бутил-3, 8-диэтилундекан (начало нумерации определяет этил у С3
Если же одинаковые радикалы, определяющие начало нумерации, находятся на равном
удалении от обоих концов цепи, но с одной стороны их имеется большее число, чем с
другой, то нумерацию начинают с того конца, где число разветвлений больше:
2, 2, 4- триметилпентан
2, 3, 6- триметилгептан
Называя соединение, сначала перичисляют заместители в алфавитном порядке(
числительные не принимают во внимание), причем перед названием радикала ставят
цифру, соответствующую номеру углеродного атома главной цепи, при котором
находится данный радикал. После этого называют углеводород, соответствующей главной
цепи углеродных атомов, отделяя слово от цифр дефисом.
Если углеводород содержит несколько одинаковых радикалов, то число их обозначают
греческим числительным( ди, три, тетра и т. д.) и ставят перед названием этих радикалов,
а их положение указывают, как обычно, цифрами, причем цифры разделяют запятыми,
располагая в порядке их возрастания и ставят перед наванием данных радикалов, отделяя
их от него дефисом.
1.1. ЦИКЛОАЛКАНЫ
Названия циклоалканов образуют добавлением префикса цикло- к названию
соответствующего неразветвленного предельного углеводорода с тем же числом
углеродных атомов :
циклопропан
циклобутан
циклопентан
Заместители нумеруются в соответствии с их положением в цикле таким образом, чтобы
сумма номеров была минимальной:
1, 4-диметилциклогексан
1-метил-3-этилциклопентан,
а не 1-метил-4-этилциклопентан
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
2. НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
2.1.АЛКЕНЫ
В соответствии с правилами ИЮПАК при построении алкенов наиболее длинная
углеродная цепь, содержащая двойную связь, получает название соответствующего
алкана, в котором суффикс -ан заменен на -ен. Эта цепь нумеруется таким образом, чтобы
углеродные атомы, участвующие в образовании двойной связи, получили номера,
наименьшие из возможных:
бутен-1
3-пропилгептен
Радикалы называются и нумеруются, как и в случае алканов. Для алкенов сравнительно
простого строения разрешается применять более простые названия. Так, некоторые
наиболее встречающиеся алкены называют, добавляя суффикс -ен к названию
углеводородного радикала с тем углеродным скелетом:
пропилен
этилен
изобутилен
Углеводородные радикалы, образованные из алкенов, получают суффикс -енил.
Нумерация в радикале начинается от углеродного атома, имеющего свободную
валентность. Однако, для простейших алкенильных радикалов вместо систематических
нзваний разрешается использовать тривиальные:
винил, или этенил
изопропенил, или
или 1- метилэтенил
аллил, или 2-пропенил
Водордные атомы, непосредственно связанные с ненасыщенными атомами углерода,
образующими двойную связь, часто называют винильными атомами водорода
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
2.НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
2.2.АЛКИНЫ
Согласно номенклатуре ИЮПАК при построении названий алкинов в названиях
соответствующих полностью насыщенных углеводородов суффикс -ан заменяется
суффиксом -ин:
этин (ацетилен)
бутин-2
Для указания положения тройной связи и замещающих групп цепь нумеруют также, как в
соответствующих алкенах:
2, 2, 5- триметилгексин-3
Углеводороды две или больше тройных связей, называются алкадиинами, алкатриинами и
т. д.Углеводороды, содержащие одновременно двойные и тройные связи, называются
алкенинами, алкадиенинами, алкендиинами и т. д. в соответствии с числом двойных и
тройных связей. Углеродные атомы с кратными связями должны иметь наименьшие
номера.
Если двойная и тройная связи расположены на равных расстояниях от концов цепи, то
начало нумерации определяет двойная связь:
гексен- 2 -ин -4
бутадиин
гексадиен- 1, 3-ин -5
Углеводородные заместители, образуемые из алкинов, называются алкинильными
группами; наиболее простые имеют тривиальные названия:
этинил
пропаргил
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
2.НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ .
2.3.ДИЕНЫ.
Из названия класса видно, что молекула должна содержать две двойные связи. Наличие
двух или более двойных связей обозначают суффиксами -диен, -триен и т. д.,все двойные
связи должны входить в главную цепь. Общие родовые названия углеводородов с двумя,
тремя, двойными связями и т. д. - алкадиены, алкатриены и т. д.
Цепи нумеруют так, чтобы положения двойных связей обозначались наименьшими
номерами:
гексадиен- 1, 3
3, 4 -дипропилгексатриен - 1, 3, 5
По взаимному расположению двойных связей и химическим свойствам диены делятся на
три группы:
I. Диены с соседним положением двойных связей называют диенами с алленовыми или
кумулированными связями.Эти соединения мало устойчивы и легко
перегруппировываются в алкины. Их простейший представитель :
пропадиен
II. Диены у которых двойные связи разделены более чем одной простой связью,
называются диенами с изолированными связями:
гексадиен - 1, 6
III. Диены с 1, 3- положением двойных связей называют диенами с сопряженными
связями ( пример гексадиен- 1, 3 ( см. выше) )
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ. АРЕНЫ.
Первый гомолог бензола- метилбензол, или толуол, C7H8:
не имеет изомеров положения, как и все однозамещенные производные.Второй гомолог
C8H10, может существовать в четырех формах: этилбензол C6H5-C2H5 и три
диметилбензола , или ксилола, C6H4(CH3)2 (орто-, мета-, пара-ксилолы, или 1, 2-, 1, 3- , 1,
4-диметилбензолы):
этилбензол
о-ксилол
(1. 2- диметилбензол)
м-ксилол
(1. 3- диметилбензол)
п-ксилол
(1. 4- диметилбензол)
Радикал (остаток) бензола C6H5- носит название фенил (и часто обозначается Ph) ;
названия радикалов гомологов бензола происходят от названий соответствующих
углеводородов, добавляя к корню суффикс - ил (толил, ксилил и т. д.) и обозначая
буквами (о-, м-, п-) или цифрами положение боковых цепей. Общее название для всех
ароматических радикалов арилы аналогично названию алкилы для радикалов алканов.
Радикал C6H5-CH2-называется бензил.
Называя более сложные производные бензола, как и в случае алициклических соединений,
из возможных порядков выбирают тот, при котором сумма цифр номеров заместителей
будет наименьшей. Например, диметилбензол строения
следует назвать 1, 4-диметил-2-этилбензол (сумма цифр равна 7), а не 1,4-диметил-6этилбензол (сумма цифр равна 11).
Названия высших гомологов часто производят не от названия ароматического ядра, а от
названия боковой цепи, т. е. их как производные алканов:
2-фенилгексан
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
3. КИСЛОРОДОСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ.
3.1 ОДНОАТОМНЫЕ СПИРТЫ.
Спиртами называют производные углеводородов, содержащие группу (или несколько
групп) -ОН, называемую гидроксильной группой или гидроксилом.
По числу гидроксильных групп, содержащихся в молекуле, спирты делятся на
одноатомные (с одним гидроксилом), двухатомные (с двумя гидроксилами), трехатомные
(с тремя гидроксилами) и многоатомные.
Подобно предельным углеводородам, одноатомные спирты образуют закономерно
построенный ряд гомологов:
CnH2n+1H
алканы
CnH2n+1OH
предельные одноатомные
спирты
Как и в других гомологических рядах, каждый член ряда спиртов отличается по составу от
предыдущего и от последуэщего на гомологическую разность (-СН2-)
В зависимости от того, при каком атоме углерода находится гидроксил, различают
первичные, вторичные, и третичные спирты:
первичный спирт
вторичный спирт
третичный спирт
В соответствии с номенклатурой ИЮПАК при построении названия одноатомного спирта
к названию родоначального углеводорода добавляется суффикс -ол. При наличии в
соединении более старших функций гидроксильная группа обозначается обозначается
префиксом гидрокси (в русском языке часто используется префикс окси-). В качестве
основной цепи выбирается наиболее длинная неразветвленная цепь углеродных атомов, в
состав которой входит атом углерода, связанный с гидроксильной группой; если
соединение является ненасыщенным, то в эту цепь включается также и кратная связь,
Следует заметить, что при определении номера нумерации гидроксильная функция
обычно имеет преимущество перед галогеном, двойной связью и алкилом, следовательно
нумерацию начинают с того конца цепи, ближе к которому расположена гидроксильная
группа:
этанол
1-фенилбутанол-2
4-окси-1 хлорбутанон-2
4-хлор-2-этилбутен-2-ол-1
Простейшие спирты называют по радикалам, с которыми соединена гидроксильная
группа: (СН3)2СНОН-изопропиловый спирт, (СН3)3СОН -трет-бутиловый спирт.
3.2 ДВУХАТОМНЫЕ СПИРТЫ .
Если в углеводороде заместить два атома водорода у разных углеродных атомов на разные
гидроксильные группы, образуются двухатомные спирты, или гликоли.
этандиол-2, или этиленгликоль
3.3 ТРЕХАТОМНЫЕ СПИРТЫ .
Трехатомные спирты, называемые также глицеринами, содержат три гидроксильные
группы.
пропантриол-1,2,3, или глицерин
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
3. КИСЛОРОДОСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ.
3.4 ОКСОСОЕДИНЕНИЯ(АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ)
К классу оксосоединений относят органические вещества,содержащие группу:
Эту группу называют карбоксильной или карбонилом.Возможны два варианта соединений
альдегиды
кетоны
Тривиальныеназвания альдегидов очень распространены, они связаны тривиальными
наименованиями кислот с тем же углеродным скелетом: муравьиный альдегид, уксусный
альдегид и т. д. По номенклатуре ИЮПАК наличие альдегидной группы обозначается
суффиксом - аль :
2-метилпропаналь
2-метил-2-бутеналь
Если альдегидная группа не входит в главную цепь из-за наличия старших групп, то она
обозначается префиксом формил-
2-формилбутандиовая кислота
Названия простых кетонов обычно составляются из названий радикалов, связанных с
карбонильной группой, и слова кетон :
диэтилкетон(пентанон-3)
метилбутилкетон (гексанон-2)
изопропил-втор-бутилкетон (2, 4-диметилгексанон-3)
Для названия более сложных кетонов используют суффикс -он (ИЮПАК):
2, 4-диметилгексен-4-он-3
При наличии более старшей группы кетонная группа обозначается префиксом оксо-:
4-оксопентановая кислота
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
3. КИСЛОРОДОСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ.
3.5 КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ.
К классу карбоновых кислот относятся соединения, содержащие карбоксильную группу
Соединения, содержащие одну карбоксильную группу, называются одноосновными
карбоновыми кислотами, две- двухосновные и т. д.
Номенклатура ИЮПАК разрешает сохранять их тривиальные названия (см. таб. 1). Для
более сложных случаев названия кислот проиводят от названия углеводородов с тем же
числом атомов углерода, что и в молекуле кислоты, с добавлением окончания - овая и
слова кислота. Муравьиная кислота Н-СООН называется метановой кислотой, уксусная
СН3-СООН - этановой кислотой.
В большинстве случаев пользуются тривиальными названиями, которые обыкновенно
указывают на природный источник, из которого была выделена кислота.
Названия и формулы некоторых карбоновых кислот
Муравьиная
НСООН
Уксусная
СН3СООН
Пропионовая
С2Н5СООН
Масляная
С3Н7СООН
Изомасляная
(СН3)2СООН
Валериановая
СН3(СН2)3СООН
Капроновая
СН3(СН2)4СООН
Щавелевая
НООС - СООН
Малоновая
НООС- СН2 - СООН
Янтарная
НООС-( СН2)2 - СООН
Глутаровая
НООС- (СН2)3 - СООН
Адипиновая
НООС- (СН2)4 - СООН
Акриловая
СН2 = СНСООН
Кротоновая
транс- СН3СН = СНСООН
Изокротоновая
Олеиновая
Элаидиновая
Линолевая
Бензойная
Фталевая
Терефталевая
цис- СН3СН = СНСООН
цис- СН3(СН2)7СН = СН(СН2)7СООН
транс- СН3(СН2)7СН = СН(СН2)7СООН
СН3(СН2)4СН = СНСН2СН =
СН(СН2)7СООН
С6Н5СООН
о- С6Н4(СООН)2
п - С6Н4(СООН)2
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА).
АМИНЫ И АМИНОСПИРТЫ.
Аминами называются производные углеводородов, образованные замещением в последних
атомов водорода из групп - NH2, -NHR1, - NR1R2:
первичный амин
вторичный амин
третичный амин
Названия аминов происходит от названия входящих в них радикалов с присоединением
окончания - амин : метиламин CH3 - NH2; диметиламин( CH3)2 - NH, триметиламин (CH3)3 - N. В
более сложных случаях аминогруппу рассматривают как функциональную группу и ее название
амино- ставят перед названием основной цепи (ИЮПАК):
2 - аминопропанол-1
4 - амино - 4 - метилпентановая кислота
НОМЕНКЛАТУРА ИЮПАК (СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА)
АМИНОКИСЛОТЫ.
Аминокислотами называются соединения, в молекуле которых содержатся одновременно
аминные и карбоксильные группы. Простейшим представителем их является аминоуксусная
кислота (глицин) NH2- CH2- COOH. В зависимости от положения аминогруппы по отношению к
карбоксилу различают альфа-, бетта-, гамма- аминокислоты и т. д.
альфа- аминопропионовая
кислота
бетта- аминопропионовая
кислота
гамма- аминомасляная
кислота
Альфа- аминокислоты играют важнейшую роль в процессах жизнедеятельности живых
организмов, так как являются теми соединениями, из которях строится молекула любого белка.
Все альфа-аминокислоты, часто встречающиеся в живых организмах, имеют тривиальные
названия, которые обычно и употребляются.
Физические константы важнейших аминокислот
Условное
обозначение
Т, пл., С
Изоэлектрическая
точка, pH
Глицин
Гли
292
6,0
Аланин
Ала
297
6,0
Валин
Вал
315
6,0
Лейцин
Лей
337
6,0
Изолейцин
Илей
284
6,0
Аспаргиновая
кислота
Асп
270
2,8
Глутаминовая
кислота
Глу
249
3,2
Орнитин
Орн
140
9,5
Лизин
Лиз
224
9,7
Серин
Сер
228
5,7
Треонин
Тре
253
5,9
Цистеин
цис-SH
178
5,1
Цистин
цис-S
|
цис-S
260
5,0
Метионин
Мет
283
5,7
Фенилаланин
Фен
275
5,5
Тирозин
Тир
344
5,7
Аминокислота
Формула
Триптофан
Три
382
5,9
Пролин
Про
299
6,3
Оксипролин
Про- OH
270
5,8
Гистидин
Гис
277
7,5
Аргинин
Арг
238
11,2
Аспаргин
Асн
236
5,4
Глутамин
Глн
185
5,
НОМЕНКЛАТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ.
Классификация неорганических веществ и их номенклатура основаны на
наиболее простой и постоянной во времени характеристике - химическом
составе, который показывает атомы элементов, образующих данное
вещество, в их числовом отношении. Если вещество из атомов одного
химического элемента, т.е. является формой существования этого элемента в
свободном виде, то его называют простым веществом; если же вещество из
атомов двух или большего числа элементов, то его называют сложным
веществом. Все простые вещества (кроме одноатомных) и все сложные
вещества принято называть химическими соединениями, так как в них атомы
одного или разных элементов соединены между собой химическими связями.
Номенклатура неорганических веществ состоит из формул и названий.
Химическая формула - изображение состава вещества с помощью
символов химических элементов, числовых индексов и некоторых других
знаков. Химическое название - изображение состава вещества с помощью
слова или группы слов. Построение химических формул и названий
определяется системой номенклатурных правил.
Символы и наименования химических элементов приведены в Периодической
системе элементов Д.И. Менделеева. Элементы условно делят на металлы и
неметаллы. К неметаллам относят все элементы VIIIА-группы (благородные
газы) и VIIА-группы (галогены), элементы VIА-группы (кроме полония),
элементы азот, фосфор, мышьяк (VА-группа); углерод, кремний (IVАгруппа); бор (IIIА-группа), а также водород. Остальные элементы относят к
металлам.
При составлении названий веществ обычно применяют русские
наименования элементов, например, дикислород, дифторид ксенона, селенат
калия. По традиции для некоторых элементов в производные термины вводят
корни их латинских наименований:
Ag - аргент
As - арс, арсен
Au - аур
C - карб, карбон
Cu - купр
Fe - ферр
H - гидр, гидроген
Hg - меркур
Mn - манган
N - нитр
Ni - никкол
O - окс, оксиген
Pb - плюмб
S - сульф
Sb - стиб
Si - сил, силик, силиц
Sn - станн
Например: карбонат, манганат, оксид, сульфид, силикат.
Названия простых веществ состоят из одного слова - наименования химического элемента
с числовой приставкой, например:
Mg - (моно)магний
Hg - (моно)ртуть
O2 - дикислород
O3 - трикислород
P4 - тетрафосфор
S8 - октасера
Используются следующие числовые приставки:
1
2
3
4
5
6
-
моно
ди
три
тетра
пента
гекса
7 - гепта
8 - окта
9 - нона
10 - дека
11 - ундека
12 - додека
Неопределенное число указывается числовой приставкой n - поли.
Для некоторых простых веществ используют также специальные названия, такие, как О3 озон, Р4 - белый фосфор.
Химические формулы сложных веществ составляют из обозначения
электроположительной (условных и реальных катионов) и электроотрицательной
(условных и реальных анионов) составляющих, например, CuSO4 (здесь Cu2+ - реальный
катион, SO42- - реальный анион) и PCl3 (здесь P+III - условный катион, Cl-I - условный анион).
Названия сложных веществ составляют по химическим формулам справа налево. Они
складываются из двух слов - названий электроотрицательных составляющих (в
именительном падеже) и электроположительных составляющих (в родительном падеже),
например:
CuSO4 - сульфат меди(II)
PCl3 - трихлорид фосфора
LaCl3 - хлорид лантана(III)
СО - монооксид углерода
Число электроположительных и электроотрицательных составляющих в названиях
указывают числовыми приставками, приведенными выше (универсальный способ), либо
степенями окисления (если они могут быть определены по формуле) с помощью римских
цифр в круглых скобках (знак плюс опускается). В ряде случаев приводят заряд ионов (для
сложных по составу катионов и анионов), используя арабские цифры с соответствующим
знаком.
Для распространенных многоэлементных катионов и анионов применяют следующие
специальные названия:
H2F+ - фтороний
H3O+ - оксоний
H3S+ - сульфоний
NH4+ - аммоний
N2H5+ - гидразиний(1+)
N2H6+ - гидразиний(2+)
NH3OH+ - гидроксиламиний
NO+ - нитрозил
NO2+ - нитроил
O2+ - диоксигенил
PH4+ - фосфоний
VO2+ - ванадил
UO2+ - уранил
C22- - ацетиленид
CN- - цианид
CNO- - фульминат
HF2- - гидродифторид
HO2- - гидропероксид
HS- - гидросульфид
N3- - азид
NCS- - тиоционат
O22- - пероксид
O2- - надпероксид
O3- - озонид
OCN- - цианат
OH- - гидроксид
Для небольшого числа хорошо известных веществ также используют специальные
названия:
AsH3 - арсин
B2H6 - боран
B4H10 - тетраборан(10)
HCN - циановодород
HCl - хлороводород
HF - фтороводород
HI - иодоводород
HN3 - азидоводород
H2S - сероводород
NH3 - аммиак
N2H4 - гидразин
NH2OH - гидроксиламин
PH3 - фосфин
SiH4 - силан
1. Кислотные и основные гидроксиды. Соли
Гидроксиды - тип сложных веществ, в состав которых входят атомы некоторого элемента Е
(кроме фтора и кислорода) и гидроксогруппы ОН; общая формула гидроксидов Е(ОН)n, где n
= 1÷6. Форма гидроксидов Е(ОН)n называется орто-формой; при n > 2 гидроксид может
находиться также в мета-форме, включающей кроме атомов Е и групп ОН еще атомы
кислорода О, например Е(ОН)3 и ЕО(ОН), Е(ОН)4 и Е(ОН)6 и ЕО2(ОН)2.
Гидроксиды делят на две противоположные по химическим свойствам группы: кислотные и
основные гидроксиды.
Кислотные гидроксиды содержат атомы водорода, которые могут замещаться на атомы
металла при соблюдении правила стехиометрической валентности. Большинство кислотных
гидроксидов находится в мета-форме, причем атомы водорода в формулах кислотных
гидроксидов ставят на первое место, например H2SO4, HNO3 и H2CO3, а не SO2(OH)2, NO2(OH)
и CO(OH)2. Общая формула кислотных гидроксидов - НхЕОу, где электроотрицательную
составляющую ЕОух- называют кислотным остатком. Если не все атомы водорода замещены
на металл, то они остаются в составе кислотного остатка.
Названия распространенных кислотных гидроксидов состоят из двух слов: собственного
названия с окончанием "ая" и группового слова "кислота". Приведем формулы и
собственные названия распространенных кислотных гидроксидов и их кислотных остатков
(прочерк означает, что гидроксид не известен в свободном виде или в кислом водном
растворе):
кислотный гидроксид
HAsO2 - метамышьяковистая
H3AsO3 - ортомышьяковистая
H3AsO4 - мышьяковая
кислотный остаток
AsO2- - метаарсенит
AsO33- - ортоарсенит
AsO43- - арсенат
HBrO - бромноватистая
HBrO3 - бромноватая
H2CO3 - угольная
HClO - хлорноватистая
HClO2 - хлористая
HClO3 - хлорноватая
HClO4 - хлорная
H2CrO4 - хромовая
H2Cr2О7 - дихромовая
HIO3 - иодноватая
HIO4 - метаиодная
H5IO6 - ортоиодная
HMnO4 - марганцовая
HNO2 - азотистая
HNO3 - азотная
HPO3 - метафосфорная
H3PO4 - ортофосфорная
H4P2O7 - дифосфорная
H2SO4 - серная
H2S2O7 - дисерная
H2S2O6(O2) - пероксодисерная
H2SO3S - тиосерная
H2SeO3 - селенистая
H2SeO4 - селеновая
H2SiO3 - метакремниевая
H4SiO4 - ортокремниевая
H2TeO3 - теллуристая
H2TeO4 - метателлуровая
H6TeO6 - ортотеллуровая
-
В4О72- - тетраборат
ВiО3- - висмутат
BrO- - гипобромит
BrO3- - бромат
CO32- - карбонат
ClO- - гипохлорит
ClO2- - хлорит
ClO3- - хлорат
ClO4- - перхлорат
CrO42- - хромат
НCrO4- - гидрохромат
Cr2O72- - дихромат
FeO42- - феррат
IO3- - иодат
IO4- - метапериодат
IO65- - ортопериодат
MnO4- - перманганат
MnO42- - манганат
MоO42- - молибдат
NO2- - нитрит
NO3- - нитрат
PO3- - метафосфат
PO43- - ортофосфат
НPO42- - гидроортофосфат
Н2PO4- - дигидроотофосфат
P2O74- - дифосфат
ReO4- - перренат
SO32- - сульфит
HSO3- - гидросульфит
SO42- - сульфат
НSO4- - гидросульфат
S2O72- - дисульфат
S2O6(O2)2- - пероксодисульфат
SO3S2- - тиосульфат
SeO32- - селенит
SeO42- - селенат
SiO32- - метасиликат
SiO44- - ортосиликат
TeO32- - теллурит
TeO42- - метателлурат
TeO66- - ортотеллурат
VO3- - метаванадат
VO43- - ортованадат
WO43- - вольфрамат
Менее распространенные кислотные гидроксиды называют по номенклатурным правилам
для комплексных соединений, например:
IO42- - тетраоксоиодат (2- )
MoO32- - триоксомолибдат(IV)
PoO32- - триоксополонат(IV)
SO22- - диоксосульфат(IV)
TeO52- - пентаоксотеллурат(IV)
XeO64- - гексаоксоксенонат(VIII)
Названия кислотных остатков используют при построении названий солей.
Основные гидроксиды содержат гидроксид-ионы, которые могут замещаться на
кислотные остатки при соблюдении правила стехиометрической валентности. Все основные
гидроксиды находятся в орто-форме; их общая формула М(ОН)n, где n = 1,2 (реже 3,4) и М n
+- катион металла. Примеры формул и названий основных гидроксидов:
NaOH - гидроксид натрия
KOH - гидроксид калия
Ba(OH)2 - гидроксид бария
La(OH)3 - гидроксид лантана(III)
Важнейшим химическим свойством основных и кислотных гидроксидов является их
взаимодействие их между собой с образованием солей (реакция солеобразования),
например:
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O
Ca(OH)2 + 2H2SO4 = Ca(HSO4)2 + 2H2O
2Ca(OH)2 + H2SO4 = Ca2SO4(OH)2 + 2H2O
Соли - тип сложных веществ, в состав которых входят катионы Мn+ и кислотные остатки*.
Соли с общей формулой Мх(ЕОу) n называют средними солями, а соли с незамещенными
атомами водорода, - кислыми солями. Иногда соли содержат в своем составе также
гидроксид - или(и) оксид - ионы; такие соли называют основными солями. Приведем
примеры и названия солей:
Ca3(PO4)2
Ca(H2PO4)2
CaHPO4
CuCO3
Cu2CO3(OH)2
La(NO3)3
Ti(NO3)2O
-
ортофосфат кальция
дигидроортофосфат кальция
гидроортофосфат кальция
карбонат меди(II)
дигидроксид-карбонат димеди
нитрат лантана(III)
оксид-динитрат титана
Кислые и основные соли могут быть превращены в средние соли взаимодействием с
соответствующим основным и кислотным гидроксидом, например:
Ca(HSO4)2 + Ca(OH) = CaSO4 + 2H2O
Ca2SO4(OH)2 + H2SO4 = Ca2SO4 + 2H2O
Встречаются также соли, содерхащие два разных катиона: их часто называют двойными
солями, например:
KAl(SO4)2
CaMg(CO3)2
- сульфат алюминия-калия
- карбонат магния-кальция
2. Кислотные и основные оксиды
Оксиды ЕхОу - продукты полной дегидратации гидроксидов:
H2SO4
SO3
- H2O
NaOH
Na2O
- H2O
H2CO3
- H2O
Ca(OH)2
CO2
CaO
- H2O
Кислотным гидроксидам (H2SO4, H2CO3) отвечают кислотные оксиды (SO3, CO2), а
основным гидроксидам (NaOH, Ca(OH)2) - основные оксиды (Na2O, CaO), причем степень
окисления элемента Е не изменяется при переходе от гидроксида к оксиду. Пример формул
и названий оксидов:
SO3 - триоксид серы
Na2O - оксид натрия
N2O5 - пентаоксид диазота
La2O3 - оксид лантана(III)
P4O10 - декаоксид тетрафосфора
ThO2 - оксид тория(IV)
Кислотные и основные оксиды сохраняют солеобразующие свойства соответствующих
гидроксидов при взаимодействии с противоположными по свойствам гидроксидами или
между собой:
N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O
3CaO + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3H2O
La2O3 + 3SO3 = La2(SO4)3
3. Амфотерные оксиды и гидроксиды
Амфотерность гидроксидов и оксидов - химическое свойство, заключающееся в
образовании ими двух рядов солей, например, для гидроксида и оксида алюминия:
(а) 2Al(OH)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
(б) 2Al(OH)3 + Na2O = 2NaAlO2 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
Так, гидроксид и оксид алюминия в реакциях (а) проявляют свойства основных
гидроксидов и оксидов, т.е. реагируют с кислотными гидроксидам и оксидом, образуя
соответствующую соль - сульфат алюминия Al2(SO4)3, тогда как в реакциях (б) они же
проявляют свойства кислотных гидроксидов и оксидов, т.е. реагируют с основными
гидроксидом и оксидом, образуя соль - диоксоалюминат (III) натрия NaAlO2. В первом
случае элемент алюминий проявляет свойство металла и входит в состав
электроположительной составляющей (Al3+), во втором - свойство неметалла и входит в
состав электроотрицательной составляющей формулы соли (AlO2-).
Если указанные реакции протекают в водном растворе, то состав образующихся солей
меняется, но присутствие алюминия в катионе и анионе остаётся:
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = [Al(H2O)6]2(SO4)3
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Здесь квадратными скобками выделены комплексные ионы
[Al(H2O)6]3+- катион гексаакваалюминия(III), [Al(OH)4]- - тетрагидроксоалюминат(III)-ион.
Элементы, проявляющие в соединениях металлические и неметаллические свойства,
называют амфотерными, к ним относятся элементы А-групп Периодической системы - Be, Al,
Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po и др., а также большинство элементов Б-групп - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd,
Au и др. Амфотерные оксиды называют так же, как и основные, например:
BeO - оксид бериллия
Al2O3 - оксид алюминия
SnO - оксид олова(II)
SnO2 - диоксид олова(IV)
FeO - оксид железа(II)
Fe2O3 - оксид железа(III)
MnO2 - оксид марганца(IV)
ZnO - оксид цинка(II)
Амфотерные гидроксиды (если степень окисления элемента превышает + II) могут
находиться в орто - или (и) мета - форме. Приведем примеры амфотерных гидроксидов:
Be(OH)2
Al(OH)3
AlO(OH)
TiO(OH)2
Fe(OH)2
FeO(OH)
-
гидроксид берилия
гидроксид алюминия
метагидроксид алюминия
дигидроксид-оксид титана
гидроксид железа(II)
метагидроксид железа
Амфотерным оксидам не всегда соответствуют амфотерные гидроксиды, поскольку при
попытке получения последних образуются гидратированные оксиды, например:
SnO2 . nH2O
Au2O3 . nH2O
Au2O3 . nH2O
- полигидрат оксида олова(IV)
- полигидрат оксида золота(I)
- полигидрат оксида золота(III)
Если амфотерному элементу в соединениях отвечает несколько степеней окисления, то
амфотерность соответствующих оксидов и гидроксидов (а следовательно, и амфотерность
самого элемента) будет выражена по-разному. Для низких степеней окисления у
гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание основных свойств, а у самого элемента металлических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав катионов. Для высоких
степеней окисления, напротив, у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание
кислотных свойств, а у самого элемента - неметаллических свойств, поэтому он почти всегда
входит в состав анионов. Так, у оксида и гидроксида марганца(II) доминируют основные
свойства, а сам марганец входит в состав катионов типа [Mn(H2O)6]2+, тогда как у оксида и
гидроксида марганца(VII) доминируют кислотные свойства, а сам марганец входит в состав
аниона типа MnO4- . Амфотерным гидроксидам с большим преобладанием кислотных свойств
приписывают формулы и названия по образцу кислотных гидроксидов, например НMnVIIO4 марганцовая кислота.
Таким образом, деление элементов на металлы и неметаллы - условное; между элементами
(Na, K, Ca, Ba и др.) с чисто металлическими и элементами (F, O, N, Cl, S, C и др.) с чисто
неметаллическими свойствами существует большая группа элементов с амфотерными
свойствами.
4. Бинарные соединения
Обширный тип неорганических сложных веществ - бинарные соединения. К ним относятся, в
первую очередь все двухэлементные соединения (кроме основных, кислотных и амфотерных
оксидов), например H2O, KBr, H2S, Cs2(S2), N2O, NH3, HN3, CaC2, SiH4. Электроположительная
и электроотрицательная составляющие формул этих соединений включают отдельные атомы
или связанные группы атомов одного элемента.
Многоэлементные вещества, в формулах которых одна из составляющих содержит не
связанные между собой атомы нескольких элементов, а также одноэлементные или
многоэлементные группы атомов (кроме гидроксидов и солей), рассматривают как бинарные
соединения, например CSO, IO2F3, SBrO2F, CrO(O2)2, PSI3, (CaTi)O3, (FeCu)S2, Hg(CN)2,
(PF3)2O, VCl2(NH2). Так, CSO можно представить как соединение CS2, в котором один атом
серы заменен на атом кислорода.
Названия бинарных соединений строятся по обычным номенклатурным правилам, например:
OF2 - дифторид кислорода
HgCl2 - хлорид ртути(II)
Hg2Cl2 - дихлорид диртути
SBr2O - оксид-дибромид серы
N2O - оксид диазота
NO2 - диоксид азота
K2O2 - пероксид калия
Na2S - сульфид натрия
Mg3N2 - нитрид магния
NH4Br - бромид аммония
Pb(N3)2 - азид свинца(II)
CaC2 - ацетиленид кальция
Для некоторых бинарных соединений используют специальные названия, список которых
был приведен ранее.
Химические свойства бинарных соединений довольно разнообразны, поэтому их часто
разделяют на группы по названию анионов, т.е. отдельно рассматривают галогениды,
халькогениды, нитриды, карбиды, гидриды и т. д. Среди бинарных соединений встречаются
и такие, которые имеют некоторые признаки других типов неорганических веществ. Так,
соединения CO, NO, NO2, и (FeIIFe2III)O4, названия которых строятся с применением слова
оксид, к типу оксидов (кислотных, основных, амфотерных) отнесены быть не могут.
Монооксид углерода СО, монооксид азота NO и диоксид азота NO2 не имеют
соответствующих кислотных гидроксидов (хотя эти оксиды образованы неметаллами С и N),
не образуют они и солей, в состав анионов которых входили бы атомы СII, NII и NIV. Двойной
оксид (FeIIFe2III)O4 - оксид дижелеза(III)-железа(II) хотя и содержит в составе
электроположительной составляющей атомы амфотерного элемента - железа, но в двух
разных степенях окисления, вследствие чего при взаимодействии с кислотными
гидроксидами образует не одну, а две разные соли.
Такие бинарные соединения, как AgF, KBr, Na2S, Ba(HS)2, NaCN, NH4Cl, и Pb(N3)2,
построены, подобно солям, из реальных катионов и анионов, поэтому их называют
солеобразными бинарными соединениями (или просто солями). Их можно рассматривать
как продукты замещения атомов водорода в соединениях НF, НCl, НBr, Н2S, НCN и НN3.
Последние в водном растворе обладают кислотной функцией, и поэтому их растворы
называют кислотами, например НF(aqua) - фтороводородная кислота, Н2S(aqua) сероводородная кислота. Однако они не принадлежат к типу кислотных гидроксидов, а их
производные - к солям в рамках классификации неорганических веществ.