1. Что такое химическая номенклатура

1. Что такое химическая номенклатура
Химическая номенклатура – свод правил, позволяющих однозначно
составить ту, или иную формулу или название любого химического вещества,
зная его состав и строение.
Химическая номенклатура складывалась постепенно, в течение нескольких столетий. По мере
накопления химических знаний она неоднократно менялась. Уточняется и развивается она и сейчас, что
связано не только с несовершенством некоторых номенклатурных правил, но еще и с тем, что ученые
постоянно открывают новые и новые соединения, назвать которые (а бывает, что даже и составить
формулы), пользуясь существующими правилами, иногда оказывается невозможно. Номенклатурные
правила, принятые в настоящее время научным сообществом всего мира, содержатся в многотомном
издании: " Номенклатурные правила ИЮПАК по химии" число томов в котором непрерывно возрастает.
С типами химических формул, а также с некоторыми правилами их составления вы уже знакомы. А какие
же
бывают
названия
химических
веществ?
Пользуясь номенклатурными правилами, можно составить систематическое название вещества.
Систематическое название вещества – название вещества, составленное по
номенклатурным правилам и отражающее состав, а иногда и строение данного
вещества.
Для многих веществ, кроме систематических,
используются и традиционные, так
называемые тривиальные названия. При своем возникновении эти названия отражали определенные
свойства веществ, способы получения или содержали название того, из чего данное вещество было
выделено. Сравните систематические и тривиальные названия веществ, приведенных в таблице 1.
К тривиальным относятся и все названия минералов (природных веществ, составляющих горные
породы), например: кварц (SiO2); каменная соль, или галит (NaCl); цинковая обманка, или сфалерит (ZnS);
магнитный железняк, или магнетит (Fe3O4); пиролюзит (MnO2); плавиковый шпат, или флюорит (CaF2) и
многие другие.
Таблица 1. Систематические и тривиальные названия некоторых веществ
Формула
Систематическое
название
Тривиальное название
NaCl
Хлорид натрия
Поваренная соль
Na2CO3
Карбонат натрия
Сода, кальцинированная сода
NaHCO3 Гидрокарбонат натрия Питьевая сода
CaO
Оксид кальция
Негашеная известь
Ca(OH)2
Гидроксид кальция
Гашеная известь
NaOH
Гидроксид натрия
Едкий натр, каустическая сода, каустик
KOH
Гидроксид калия
Едкое кали
K2CO3
Карбонат калия
Поташ
CO2
Диоксид углерода
Углекислый газ, углекислота
CO
Монооксид углерода
Угарный газ
NH4NO3
Нитрат аммония
Аммиачная селитра
KNO3
Нитрат калия
Калийная селитра
KClO3
Хлорат калия
Бертолетова соль
MgO
Оксид магния
Жженая магнезия
Для некоторых наиболее известных или широко распространенных веществ употребляются только
тривиальные названия, например: вода, аммиак, метан, алмаз, графит и другие. В этом случае такие
тривиальные названия иногда называют специальными.
2. Названия и формулы простых веществ
Названия большинства простых веществ совпадают с названиями соответствующих элементов. Только
все аллотропные модификации углерода имеют свои особые названия: алмаз, графит, карбин и другие.
Кроме этого имеет свое особое название одна из аллотропных модификаций кислорода – озон. Простейшая
формула простого немолекулярного вещества состоит только из символа соответствующего элемента,
например: Na – натрий, Fe – железо, Si – кремний. Аллотропные модификации обозначают, используя
буквенные индексы или буквы греческого алфавита:
C(а) – алмаз;
-Sn – серое олово;
С(гр) – графит ; -Sn – белое олово.
В молекулярных формулах молекулярных простых веществ индекс, как вы знаете, показывает число
атомов в молекуле вещества:
H2 – водород; O2 – кислород; Cl2 – хлор; O3 – озон.
В соответствии с номенклатурными правилами систематическое название такого вещества должно
содержать приставку, показывающую число атомов в молекуле:
H2 – диводород;
O3 – трикислород;
P4 – тетрафосфор;
S8 – октасера и т. д., но в настоящее время это правило еще не стало общеупотребительным.
Таблица 2.Числовые приставки
Множитель
Приставка
Множитель
Приставка
Множитель
Приставка
1
моно
5
пента
9
нона
2
ди
6
гекса
10
дека
3
три
7
гепта
11
ундека
4
тетра
8
окта
12
додека
3. Формулы и названия бинарных веществ
В соответствии с общим правилом в формуле бинарного вещества на первое место ставится символ
элемента с меньшей электроотрицательностью атомов, а на второе – с большей, например: NaF, BaCl2, CO2,
OF2 (а не FNa, Cl2Ba, O2C или F2O!). Так как значения электроотрицательности для атомов разных элементов
постоянно
уточняются,
обычно
пользуются
двумя
практическими
правилами:
1. Если бинарное соединения представляет собой соединение элемента, образующего металл,
с элементом, образующим неметалл, то на первое место (слева) всегда ставится символ элемента,
образующего
металл.
2. Если оба элемента, входящие в состав соединения – элементы, образующие неметаллы, то их символы
располагают в следующей последовательности:
B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.
Примечание: следует помнить, что место азота в этом практическом ряду не соответствует его
электроотрицательности; в соответствии с общим правилом его следовало бы поместить между хлором и
кислородом.
Примеры: Al2O3, FeO, Na3P, PbCl2, Cr2S3, UO2 (по первому правилу);
BF3,
CCl4,
As2S3,
NH3,
SO3,
I2O5,
OF2 (по
второму
правилу).
Систематическое название бинарного соединения может быть дано двумя способами. Например,
СО2 можно назвать диоксидом углерода – это название вам уже известно – и оксидом углерода(IV). Во
втором названии в скобках указывается число Штока (степень окисления) углерода. Это делается для того,
чтобы
отличить
это
соединение
от
СО
–
оксида
углерода(II).
Можно использовать и тот, и другой тип названия в зависимости от того, какой в данном случае более
удобен.
MnO
монооксид марганца
оксид марганца(II)
Mn2O3
триоксид
димарганца
оксид марганца(III)
MnO2
диоксид марганца
оксид марганца(IV)
Mn2O7
гептаоксид
димарганца
оксид марганца(VII)
Если атомы элемента, стоящего в формуле вещества на первом месте, проявляют только одну
положительную степень окисления, то ни числовые приставки, ни обозначение этой степени окисления в
названии вещества обычно не используются, например:
Na2O – оксид натрия; KCl – хлорид калия;
Cs2S – сульфид цезия; BaCl2 – хлорид бария;
BCl3 – хлорид бора; HCl – хлорид водорода (хлороводород);
Al2O3 – оксид алюминия; H2S – сульфид водорода (сероводород).
4. Формулы и названия более сложных веществ
Как вы уже заметили, в формуле бинарного соединения на первом месте стоит символ катиона или
атома с частичным положительным зарядом, а на втором – аниона или атома с частичным отрицательным
зарядом. Точно также составляются формулы и более сложных веществ, но места атомов или простых ионов
в них занимают группы атомов или сложные ионы.
В качестве примера рассмотрим соединение (NH4)2CO3. В нем на первом месте стоит формула сложного
катиона (NH4 ), а на втором – формула сложного аниона (CO32 ).
В формуле самого сложного иона на первое место ставится символ центрального атома, то есть атома, с
которым связаны остальные атомы (или группы атомов) этого иона, а в названии указывается степень
окисления центрального атома.
Примеры систематических названий:
Na2SO4 тетраоксосульфат(VI) натрия(I),
K2SO3 триоксосульфат(IV) калия(II),
CaCO3 триоксокарбонат(IV) кальция(II),
(NH4)3PO4 тетраоксофосфат(V) аммония,
PH4Cl хлорид фосфония,
Mg(OH)2 гидроксид магния(II).
Такие названия точно отражают состав соединения, но очень громоздки. Поэтому вместо них обычно
используют сокращенные (полусистематические) названия этих соединений:
Na2SO4 сульфат натрия,
K2SO3 сульфит калия,
CaCO3 карбонат кальция,
(NH4)3PO4 фосфат аммония,
Mg(OH)2 гидроксид магния.
Систематические названия кислот составляется так, как будто кислота – соль водорода:
H2SO4 тетраоксосульфат(VI) водорода,
H2CO3 триоксокарбонат(IV) водорода,
H2[SiF6] гексафторосиликат(IV) водорода.(О причинах применения квадратных скобок в формуле этого
соединения вы узнаете позже)
Но для наиболее известных кислот номенклатурные правила допускают применение их тривиальных
названий, которые вместе с названиями соответствующих анионов приведены в таблице 27.
Таблица 3. Названия некоторых кислот и их анионов
Кислота
Формула
Название
Анион
Формула
H2CO3
Угольная
CO3
(H2SiO3)n
Кремниевая
(SiO32 )n
2
Название
Карбонат-ион
Силикат-ион
HNO3
Азотная
NO3
Нитрат-ион
HNO2
Азотистая
NO2
Нитрит-ион
H3PO4
Ортофосфорная
(фосфорная)
PO43
(Орто)фосфат-ион
(HPO3)n
Метафосфорная
(PO3
H2SO4
Серная
SO42
Сульфат-ион
H2SO3
Сернистая
SO32
Сульфит-ион
HClO4
Хлорная
ClO4
Перхлорат-ион
HClO3
Хлорноватая
ClO3
Хлорат-ион
HClO2
Хлористая
ClO2
Хлорит-ион
HClO
Хлорноватистая
ClO
Гипохлорит-ион
)n
Метафосфат-ион