ChemNet
 

С. Т. Жуков Химия 8-9 класс

Глава 8 . Основы химической номенклатуры

8.1. 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 25.

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 25. 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.
Как составляются названия веществ, относящихся к разным классам, вы узнаете из следующих параграфов.

Карбонат натрия Na2CO3. Техническое (тривиальное) название – кальцинированная (то есть прокаленная) сода, или просто " сода" . Белое вещество, термически очень устойчивое (плавится без разложения), хорошо растворяется в воде, частично с ней реагируя, при этом в растворе создается щелочная среда. Карбонат натрия – ионное соединение со сложным анионом, атомы которого связаны между собой ковалентными связями. Сода ранее широко применялась в быту для стирки белья, но сейчас полностью вытеснена современными стиральными порошками. Получают карбонат натрия по довольно сложной технологии из хлорида натрия, а используют, в основном, в производстве стекла.

Карбонат калия К2СО3. Техническое (тривиальное) название – поташ. По строению, свойствам и применению карбонат калия очень похож на карбонат натрия. Ранее его получали из золы растений, да и сама зола использовалась при стирке. Сейчас большая часть карбоната калия получается в качестве побочного продукта при производстве глинозема (Al2O3), используемого для производства алюминия.

Из-за гигроскопичности поташ применяют в качестве осушающего средства. Используют его и в производстве стекла, пигментов, жидкого мыла. Кроме этого, карбонат калия – удобный реактив для получения других соединений калия.

Image228a.gif (141 bytes)ХИМИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА, СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ НАЗВАНИЕ, ТРИВИАЛЬНОЕ НАЗВАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНОЕ НАЗВАНИЕ.
Image228b.gif (137 bytes)1.Выпишите из предыдущих глав учебника десять тривиальных названий любых соединений (отсутствующих в таблице), запишите формулы этих веществ и дайте их систематические названия.
2.О чем говорят тривиальные названия " поваренная соль" , " кальцинированная сода" , " угарный газ" , " жженая магнезия" ?

8.2. 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 26.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

Озон O3 – светло-синий газ с характерным запахом, в жидком состоянии – темно-голубой, в твердом – темно-фиолетовый. Это вторая аллотропная модификация кислорода. Озон значительно лучше растворим в воде, чем кислород. О3 малоустойчив и даже при комнатной температуре медленно превращается в кислород. Очень реакционноспособен, разрушает органические вещества, реагирует со многими металлами, в том числе с золотом и платиной. Почувствовать запах озона можно во время грозы, так как в природе озон образуется в результате воздействия молний и ультрафиолетового излучения на атмосферный кислород.Над Землей существует озоновый слой, расположенный на высоте около 40 км, который задерживает основную часть губительного для всего живого ультрафиолетового излучения Солнца. Озон обладает отбеливающими и дезинфицирующими свойствами. В некоторых странах он используется для дезинфекции воды. В медицинских учреждениях для дезинфекции помещений используют озон, получаемый в специальных приборах – озонаторах.
8.3. 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.

Примеры (выделены более удобные названия):

MnO монооксид марганца оксид марганца(II)
Mn2O3 триоксид димарганца оксид марганца(III)
MnO2 диоксид марганца оксид марганца(IV)
Mn2O7 гептаоксид димарганца оксид марганца(VII)

Другие примеры:

CuCl монохлорид меди хлорид меди(I)
CuCl2 дихлорид меди хлорид меди(II)
NaH моногидрид натрия гидрид натрия(I)
CaH2 дигидрид кальция гидрид кальция(II)
Cr2S3 трисульфид дихрома сульфид хрома(III)
CrO3 триоксид хрома оксид хрома(VI)

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).


1.Составьте систематические названия веществ (для бинарных веществ – двумя способами):
а) O2, FeBr2, BF3, CuO, HI;
б) N2, FeCl2, Al2S3, CuI, H2Te;
в) I2, PCl5, MnBr2, BeH2, Cu2O.
2.Назовите двумя способами каждый из оксидов азота: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5. Подчеркните более удобные названия.
3.Запишите формулы следующих веществ:
а) фторид натрия, сульфид бария, гидрид стронция, оксид лития;
б) фторид углерода(IV), сульфид меди(II), оксид фосфора(III), оксид фосфора(V);
в) диоксид кремния, пентаоксид дийода, триоксид дифосфора, дисульфид углерода;
г) селеноводород, бромоводород, йодоводород, теллуроводород;
д) метан, силан, аммиак, фосфин.
4.Сформулируйте правила составления формул бинарных веществ по положению элементов, входящих в состав этого вещества, в системе элементов.

8.4. 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 27. Названия некоторых кислот и их анионов

Кислота

Анион

Формула

Название

Формула

Название

H2CO3 Угольная CO32 Карбонат-ион
(H2SiO3)n Кремниевая (SiO32)n Силикат-ион
HNO3 Азотная NO3 Нитрат-ион
HNO2 Азотистая NO2 Нитрит-ион
H3PO4 Ортофосфорная (фосфорная) PO43 (Орто)фосфат-ион
(HPO3)n Метафосфорная (PO3 )n Метафосфат-ион
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

* * *

В этой главе вы познакомились только с самыми основными правилами химической номенклатуры. С другими правилами вы будете знакомиться по мере необходимости.

Хлорид алюминия AlCl3. В твердом состоянии – немолекулярное вещество с простейшей формулой AlCl3 , а в жидком и газообразном – молекулярное вещество Al2Cl6. Связи в безводном хлориде алюминия ковалентные, в твердом виде он имеет каркасное строение. Это белое легкоплавкое сильно летучее соединение. Хлорид алюминия в воде хорошо растворим, " дымит" во влажном воздухе. Из водных растворов безводный AlCl3 выделен быть не может. Используется хлорид алюминия как катализатор при синтезе органических веществ.

Азотная кислота HNO3 Чистая безводная азотная кислота – бесцветная жидкость, на свету она разлагается с образованием бурого диоксида азота, который окрашивает кислоту в желтоватый цвет, интенсивность которого зависит от концентрации диоксида. При неосторожном обращении с кислотой и ее попадании на кожу образуется ожог, также имеющий характерный желтый цвет. С водой азотная кислота смешивается в любых отношениях. Принято различать концентрированную, разбавленную и очень разбавленную кислоты. Смесь азотной и соляной кислот называется " царской водкой" – эта смесь так активна, что способна реагировать с золотом. Да и сама по себе азотная кислота – один из самых разрушительных реагентов. В связи с ее высокой активностью, азотная кислота не встречается в природе в свободном состоянии, хотя небольшие ее количества образуются в атмосфере. Получают азотную кислоту в больших количествах из аммиака по довольно сложной технологии, а расходуют на производство минеральных удобрений. кроме того, это вещество используется практически во всех отраслях химической промышленности.

Image228a.gif (141 bytes)ПОЛУСИСТЕМАТИЧЕСКИЕ НАЗВАНИЯ КИСЛОТ И СОЛЕЙ.
Image228b.gif (137 bytes) Назовите следующие вещества:
а) Fe(NO3)3, H2SeO4, Cr(OH)3, (NH4)3PO4;
б) Cr2(SO4)3, CrSO4, CrCl3, CrO3, Cr2S3;
в) Na2SO4, Na2SO3, Na2S;
г) KNO3, KNO2, K3N;
д) HBr, H3BO3, (H3O)2SO4, (H3O)3PO4;
е) KMnO4, K2S2O7, K3[AuCl6], K3[Al(OH)6].
2.Составьте формулы следующих веществ:
а) карбонат магния, нитрат свинца(II), нитрит лития;
б) гидроксид хрома(III), бромид алюминия, сульфид железа(II);
в) нитрат серебра, бромид фосфора(V), фосфат кальция.




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору