химическа номенклатура

Химия

2022

Обясняваме какво представлява химическата номенклатура и различните й видове. Също така номенклатурите по органична и неорганична химия.

Химическата номенклатура назовава, организира и класифицира различните химични съединения.

Каква е химическата номенклатура?

В химия Известно е като номенклатура (или химическа номенклатура) на набора от правила и формули, които определят начина за назоваване и представяне на различните химични съединения, известни на човешко същество, зависи от елементи които ги съставят и пропорция във всеки елемент.

Значението на химическата номенклатура се състои във възможността за наименуване, организиране и класифициране на различните видове химични съединения, по такъв начин, че само с техния идентификационен термин е възможно да се получи представа от какъв тип елементи ги съставят и следователно какъв тип реакции могат да се очакват от тези съединения.

Има три химични номенклатурни системи:

  • Стехиометрична или систематична система (препоръчана от IUPAC). Назовете съединенията въз основа на броя на атоми на всеки елемент, който ги изгражда. Например: Съединението Ni2O3 се нарича диникелов триоксид.
  • Функционална, класическа или традиционна система. Той използва различни наставки и префикси (като -oso, -ico, hypo-, per-) в зависимост от Валенсия атомен елемент на съединението. Тази система за именуване до голяма степен не се използва. Например: Съединението Ni2O3 се нарича никелов оксид.
  • STOCK система. В тази система името на съединение Включва в римски цифри (а понякога и като индекс) валентността на атомите, присъстващи в съставната молекула. Например: Съединението Ni2O3 се нарича оксид никел (III).

От друга страна, химическата номенклатура варира в зависимост от това дали става дума за органични съединения или неорганичен.

Номенклатура по органична химия

Ароматните въглеводороди могат да бъдат моноциклични или полициклични.

Преди да говорим за номенклатурата на различните видове органични съединения, е необходимо да дефинираме понятието „локатор“. Локаторът е числото, използвано за обозначаване на позицията на атом във въглеводородна верига или цикъл. Например, в случай на пентан (C5H12) и циклопентан (C5H10), всеки въглероден атом е изброен, както е показано на следващата фигура:

От друга страна е удобно да се спомене четиривалентността на въглерода, което означава, че този елемент има 4 валентности, следователно може да образува само 4 връзки с широка комбинация от тях. Това обяснява причината, поради която във всяко органично съединение почти никога няма да видим или поставим въглероден атом с повече от 4 връзки.

В органичната химия има главно две номенклатурни системи:

  • Заместваща номенклатура. Водородът от въглеводородната структура се заменя със съответната функционална група. В зависимост от това дали функционалната група действа като заместител или като основна функция, тя ще бъде наречена като префикс или суфикс на името на въглеводород. Например:
    • Основна функция. Водородът върху въглерод 3 на пентана се заменя с групата -OH (-ol). Той е наречен: 3-pentanol.
    • Заместител. Водородът от въглерод 1 на пентана се заменя с групата -Cl (хлоро-), наречена 1-хлоропентан. Ако водородът от въглерод 2 е заместен, той се нарича 2-хлорпентан.

Пояснение: Водородите в горните структури се подразбират за простота. Всяко обединение между две линии означава, че има въглероден атом със съответните водородни атоми, винаги спазвайки четиривалентността.

  • Номенклатура на радикални функции. Името на радикала, съответстващ на въглеводорода, се поставя като наставка или префикс на името на функционалната група. В случай, че е функционална група от основния функционален тип, тя би била например пентиламин или 2-пентиламин. В случай, че е функционална група от тип заместител, това би било, например, пентилхлорид (може да се види, че той е същата структура като 1-хлорпентан, но използвайки друга номенклатура за име).

    Префикс Функционална група Префикс Функционална група
    -Ф флуоро- -NO2 нитро-
    -Кл хлор- -ИЛИ R-окси-
    -Бр бром- -НЕ азотен -
    -аз йод- -N3 азидо-

    Таблица 1: Много често срещани имена на заместители.

    Таблица 2: Много често срещани имена на органични радикали.

Номенклатура на въглеводороди

Въглеводородите са съединения, съставени от въглеродни (C) и водородни (H) атоми. Те се класифицират в:

  • Алифатни въглеводороди. Те са неароматни съединения. Ако структурата им се затваря и образува цикъл, те се наричат ​​алициклични съединения. Например:
    • алкани Те са съединения с ацикличен характер (които не образуват цикли) и наситени (всички техни въглеродни атоми са свързани един с друг с ковалентни връзки проста). Те отговарят на общата формула CnH2n + 2, където н представлява броя на въглеродните атоми. Във всички случаи наставката -ano се използва за назоваването им. Те могат да бъдат:
      • Линейни алкани. Те имат линейна верига. За да ги назовем, наставката -ano ще бъде комбинирана с префикса, който обозначава броя на наличните въглеродни атоми. Например, хексанът има 6 въглеродни атома (hex-) (C6H14). Някои примери са показани в Таблица 3.

        име Количество въглерод име Количество въглерод
        метан 1 хептан 7
        етан 2 октан 8
        пропан 3 нонано 9
        бутан 4 декан 10
        пентан 5 ундекан 11
        хексан 6 додекан 12

        Таблица 3: Имена на алканите според количеството въглеродни атоми, което съдържа тяхната структура.

      • Разклонени алкани. Ако те не са линейни, а разклонени, трябва да се намери най-дългата въглеводородна верига с най-много разклонения (главната верига), нейните въглеродни атоми се броят от най-близкия до клона край и клоните се назовават, указвайки позицията им в основната верига ( както видяхме с локатора), замяна на наставката -ano с -il (вижте таблица 2) и добавяне на съответните числови префикси в случай, че има два или повече равни низа. Основната верига е избрана така, че да има възможно най-малката комбинация от локатори. Накрая основната верига се наименува нормално. Например, 5-етил-2-метилхептан има хептанов гръбнак (хеп-, 7 въглеродни атома) с метилов радикал (CH3-) на втория въглероден атом и етилов радикал (C2H5-) на петия. . Това е най-малката възможна комбинация от позиции на разклонение за това съединение.
      • Алканови радикали (произведени от загуба на водороден атом, прикрепен към един от неговите въглеродни атоми). Те се наименуват чрез заместване на наставката -ano с -ilo и посочването му с тире в Химическа връзка Например от метан (CH4) се получава метиловият радикал (CH3-). (Вижте таблица 2). Трябва да се изясни, че за номенклатурата окончанието -il може да се използва и за радикали, когато те действат като заместители. Например:
    • Циклоалкани. Те са алициклични съединения, които отговарят на общата формула CnH2n. Те са кръстени на линейните алкани, но добавят представката цикло- към името, например циклобутан, циклопропан, 3-изопропил-1-метил-циклопентан. В тези случаи трябва да се избере и възможно най-малката комбинация от броя на атомите, които имат заместители. Например:
    • Алкени и алкини. Те са ненаситени въглеводороди, тъй като имат двойна (алкени) или тройна (алкини) въглерод-въглеродна връзка. Те отговарят, съответно, на формули общо CnH2n и CnH2n-2. Те са наречени подобно на алканите, но за тях се прилагат различни правила въз основа на местоположението на техните множествени връзки:
      • Когато има двойна връзка въглерод-въглерод, се използва наставката -ene (вместо -ane, както в алканите) и се добавят съответните представки за число, ако съединението има повече от една двойна връзка, например -диен, -триен, -тетраен.
      • Когато има тройна връзка въглерод-въглерод, се използва наставката -ino и се добавят съответните числови представки, ако съединението има повече от една тройна връзка, напр. -diino, -triino, -tetraino.
      • Когато има двойни и тройни връзки въглерод-въглерод, се използва наставката -енино и се добавят съответните числови представки, ако има няколко от тези множествени връзки, например -dienino, -trienino, -tetraenino.
      • Местоположението на множествената връзка се обозначава с номера на първия въглерод на тази връзка.
      • Ако има разклонения, за основна верига се избира най-дългата верига с най-голям брой двойни или тройни връзки. Веригата се избира като се търси местоположението на двойната или тройната връзка да бъде възможно най-малко.
      • Органичните радикали, които идват от алкени, се назовават чрез заместване на наставката -eno с -енил (ако действа като заместител, -енил), а радикалите, идващи от алкини, се заместват -ino с -инил (ако действа като заместител, -инил ).
        Съединение Заместител Съединение Заместител
        етен етенил етин етинил
        пропен пропенил бакшиш пропинил
        бутен бутенил butino бутинил
        пентен пентенил пентин пентинил
        хексен хексенил хексин хексинил
        хептен хептенил хептин хептинил
        октен октенил октомври октинил

        Таблица 4: Имена на заместителни радикали на алкени и алкини.


  • Ароматни въглеводороди. Те са известни като арени. Те са конюгирани циклични съединения (редуващи единична връзка и множествена връзка в структурата си). Те имат пръстени с плоска структура и са много стабилни поради конюгиране. Много от тях включват бензол (C6H6) и неговите производни, въпреки че има много други разновидности на ароматни съединения. Те могат да бъдат класифицирани в:
    • Моноцикличен. Те са наречени от производни на името на бензола (или някакво друго ароматно съединение), изброявайки неговите заместители с числителни префикси (локатори). Ако ароматният пръстен има няколко заместителя, те се назовават по азбучен ред, като винаги се търси възможно най-малката комбинация от локатори. Ако някой заместител включва пръстен, той се поставя на позиция едно в ароматния пръстен и продължава да се наименува според азбучния ред на останалите заместители. От друга страна, радикалът на бензеновия пръстен се нарича фенил (ако действа като заместител, -фенил). Например:

      Друг начин за дефиниране на позицията на заместителите в ароматните въглеводороди е чрез използване на орто, мета и параноменклатура. Това се състои в локализиране на позицията на други заместители въз основа на позицията на първоначален заместител, например:
    • Полицикличен. Те са наречени предимно с общото им име, тъй като са много специфични съединения. Но за тях може да се използва и наставката -eno или -enyl. Тези полицикли могат да бъдат образувани от няколко кондензирани ароматни пръстена или свързани чрез C-C връзки. В тези съединения локаторите обикновено се поставят с числа за основната структура (тази с най-много цикли) и с числа с "премии" за вторичната структура. Например:
  • Алкохоли. Алкохолите са органични съединения, които съдържат хидроксилна група (-ОН).Тяхната структура се образува чрез заместване на групата -ОН с Н във въглеводород, следователно те се дефинират с общата формула R-OH, където R е всяка въглеводородна верига. Те са наречени с помощта на наставката -ol вместо окончанието -o на съответния въглеводород. Ако групата -OH действа като заместител, тогава тя се нарича хидрокси-. Ако съединението има няколко хидроксилни групи, то се нарича полиол или полиол и се наименува чрез номериращи префикси.
  • феноли Фенолите са подобни на алкохолите, но имат хидроксилна група, прикрепена към ароматен бензенов пръстен, а не към линеен въглеводород. Те отговарят на формулата Ar-OH. За да ги назовем, наставката -ol също се използва заедно с тази на ароматния въглеводород. Някои примери за алкохоли и феноли са:
  • етери Етерите се управляват от общата формула R-O-R', където радикалите в краищата (R- и R'-) могат да бъдат идентични или различни групи от алкиловата или арилната група. Етерите са наречени след края на всяка алкилова или арилна група по азбучен ред, последвани от думата "етер". Например:
  • амини Те са органични съединения, получени от амоняк чрез заместване на един или някои от неговите водороди с радикални алкилови или арилни групи, като се получават съответно алифатни амини и ароматни амини. И в двата случая те се назовават с наставка -амин или общото име се запазва. Например:
  • Карбоксилни киселини. Те са органични съединения, които имат карбоксилна група (-COOH) като част от структурата си. Тази функционална група е съставена от хидроксилна група (-OH) и карбонилна група (-C = O). За да ги назовем, веригата с най-голям брой въглероди, която съдържа карбоксилната група, се счита за основна верига. След това се използва като окончание -ico или -oico, за да ги наименува. Например:
  • Алдехиди и кетони. Те са органични съединения, които имат карбонилна функционална група. Ако карбонилът се намира в единия край на въглеводородната верига, ще говорим за алдехид и той от своя страна ще бъде свързан с водород и алкилова или арилна група. Ще говорим за кетони, когато карбонилът е във въглеводородната верига и е свързан чрез въглеродния атом към алкилови или арилни групи от двете страни. За назоваване на алдехиди, наставката -al се използва в края на името на съединението, като се следват същите правила за номериране според броя на атомите. Те също могат да бъдат наименувани, като се използва общото име на карбоксилната киселина, от която идват, и промяната на наставката -ico на -aldehyde. Например:

    За назоваване на кетони, суфиксът -one се използва в края на името на съединението, като се следват същите правила за номериране според броя на атомите. Можете също да назовете двата радикала, прикрепени към карбонилната група, последвани от думата кетон. Например:
  • Естери Те не трябва да се бъркат с етери, тъй като те са киселини, чийто водород е заменен с алкилов или арилов радикал. Те са наречени чрез промяна на наставката -ico на киселината с -ate, последвано от името на радикала, който замества водорода, без думата „киселина“. Например:
  • амиди Те не трябва да се бъркат с амини. Те са органични съединения, които се получават чрез заместване на -OH групата на референтната киселина с -NH2 групата. Те са наименувани чрез заместване на -амид с -ico края на референтната киселина. Например:
  • Киселинни халогениди. Те са органични съединения, получени от карбоксилна киселина, в която -OH групата е заменена с атом на халогенен елемент. Те са наречени чрез заместване на -yl за наставката -ico и думата "киселина" за името на халогенида. Например:
  • Киселинни анхидриди. Те са органични съединения, получени от карбоксилни киселини. Те могат да бъдат симетрични или асиметрични. Ако са симетрични, те се назовават, като думата киселина се заменя с "анхидрид". Например: оцетен анхидрид (от оцетна киселина). Ако не са, двете киселини се комбинират и се предхождат от думата „анхидрид“. Например:
  • нитрили. Те са органични съединения, които имат функционалната група -CN. В този случай краят на -ico на референтната киселина се заменя с -нитрил. Например:

Номенклатура по неорганична химия

Солите са продукт от обединението на киселинни и основни вещества.
  • Оксиди. Те са съединения, които се образуват с кислород и някои други метален елемент или неметален. Те са наименувани с помощта на префикси според броя на атомите, които всяка оксидна молекула има. Например: дигалиев триоксид (Ga2O3), въглероден оксид (CO). Когато окисленият елемент е метален, те се наричат ​​основни оксиди; когато е неметален, те се наричат ​​киселинни анхидриди или оксиди. Като цяло кислородът в оксидите има степен на окисление -2.
  • Пероксиди Те са съединения, образувани от комбинацията на пероксо групата (-O-O-) O2-2 и друга химичен елемент. Обикновено кислородът има степен на окисление -1 в пероксо групата. Те се наричат ​​по същия начин като оксидите, но с думата "пероксид". Например: калциев пероксид (CaO2), дихидроген пероксид (H2O2).
  • Супероксиди Те са известни още като хипероксиди. Кислородът има -½ степен на окисление в тези съединения. Те редовно са кръстени на оксиди, но използвайки думата "хипероксид" или "супероксид". Например: калиев супероксид или хипероксид (KO2).
  • Хидриди Те са съединения, образувани от водород и друг елемент. Когато другият елемент е метален, те се наричат ​​метални хидриди, а когато не е метален, се наричат ​​неметални хидриди. Неговата номенклатура зависи от металната или неметалната природа на другия елемент, въпреки че в някои случаи се използват общите имена, както при амоняка (или азотния трихидрид).
    • Метални хидриди. За да ги наименуват, цифровият префикс се използва според броя на водородните атоми, последван от термина "хидрид". Например: калиев монохидрид (KH), оловен тетрахидрид (PbH4).
    • Неметални хидриди. Завършването -ide се добавя към неметалния елемент и след това се добавя фразата "водород". Обикновено се намират в газообразно състояние. Например: флуороводород (HF (g)), дихидроген селенид (H2Se (g)).
  • Оксациди. Те са съединения, които също се наричат ​​оксокиселини или оксикиселини (и популярно „киселини“). Те са киселини, които съдържат кислород. Неговата номенклатура изисква използването на префикса, съответстващ на броя на кислородните атоми, последван от думата "оксо", прикрепена към името на неметала, завършваща на "-ate". В края се добавя фразата "водород". Например: водороден тетраоксосулфат или сярна киселина (H2SO4), водороден диоксосулфат или хипосулфурна киселина (H2SO2).
  • Хидрациди. Те са съединения, образувани от водород и неметал. Като ги разтваря в Вода те дават киселинни разтвори. Наименуват се с помощта на представката „киселина“, последвана от името на неметала, но със завършването „хидрик“. Например: флуороводородна киселина (HF (aq)), солна киселина (HCl (aq)), сероводород (H2S (aq)), селехидроводна киселина (H2Se (aq)). Винаги, когато е представена формулата на хидрацид, трябва да се изясни, че той е във воден разтвор (aq) (в противен случай може да се обърка с неметален хидрид).
  • Хидроксиди или бази. Те са съединения, образувани от обединението на основен оксид и вода. Те се разпознават по функционалната група -ОН. Те обикновено се наричат ​​хидроксид, прикрепен към съответните префикси в зависимост от количеството на наличните хидроксилни групи. Например: оловен дихидроксид или оловен (II) хидроксид (Pb (OH) 2), литий (LiOH).
  • ти излизаш. Солите са продукт от обединението на киселинни и основни вещества. Те са наречени според тяхната класификация: неутрални, кисели, основни и смесени.
    • Неутрални соли. Те се образуват от реакцията между киселина и основа или хидроксид, освобождавайки вода в процеса. Те могат да бъдат двоични и трикомпонентни в зависимост от това дали киселината е хидрацид или оксацид.
      • Ако киселината е хидрацид, те се наричат ​​халоидни соли. Те са наименувани с помощта на суфикса -uro върху неметалния елемент и префикса, съответстващ на количеството на този елемент. Например: натриев хлорид (NaCl), железен трихлорид (FeCl3).
      • Ако киселината е оксацид, те се наричат ​​още оксисоли или трикомпонентни соли. Те са наименувани с помощта на цифровия префикс според количеството "оксо" групи (количество кислород O2-) и наставката -ate в неметала, последвана от степента на окисление на неметала, изписана с римски цифри и в скоби. Те също могат да бъдат наименувани с помощта на името на аниона, последвано от името на метала. Например: калциев тетраоксосулфат (VI) (Ca2 +, S6 +, O2-) или калциев сулфат (Ca2 +, (SO4) 2-) (CaSO4), натриев тетраоксифосфат (V) (Na1 +, P5 +, O2-) или натриев фосфат (Na1+, (PO4)3-) (Na3PO4).
    • Киселинни соли. Те се образуват при замяната на водорода в киселина с метални атоми. Неговата номенклатура е същата като тази на трикомпонентните неутрални соли, но с добавяне на думата „водород“. Например: натриев хидроген сулфат (VI) (NaHSO4), водород от сярна киселина (H2SO4) се обменя с натриев атом, калиев хидроген карбонат (KHCO3), водород от въглеродна киселина (H2CO3) се обменя с атом калий .
    • Основни соли. Те се образуват чрез заместване на хидроксилните групи на база с аниони на киселина. Неговата номенклатура зависи от или от оксацид.
      • Ако киселината е хидрацид, се използва името на неметала с наставка -ide и представката на броя на -OH групите, последвана от термина "хидрокси". В крайна сметка степента на окисление на метала се задава, ако е необходимо. Например: FeCl (OH) 2 би бил железен (III) дихидроксихлорид.
      • Ако киселината е оксацид, терминът "хидрокси" се използва със съответния номер на префикс. След това се добавя суфиксът, съответстващ на броя на "оксо" групите и терминирането -ate се добавя към неметала, последвано от степента на окисление, изписана с римски цифри и в скоби. Накрая се поставя името на метала, последвано от степента му на окисление, изписано с римски цифри и в скоби. Например: Ni2 (OH) 4SO3 би ​​бил никелов (III) тетрахидрокситриоксосулфат (IV).
    • Смесени соли. Те се получават чрез заместване на водорода на киселина с метални атоми на различни хидроксиди. Неговата номенклатура е идентична с тази на киселинните соли, но включва и двата елемента. Например: натриев калиев тетраоксосулфат (NaKSO4).

Номенклатура на IUPAC

IUPAC (акроним за Международния съюз по чиста и приложна химия, тоест Международният съюз по чиста и приложна химия) е организация Международна, посветена на установяване на универсалните правила на химическата номенклатура.

Неговата система, предложена като проста и обединяваща система, е известна като номенклатурата на IUPAC и се различава от традиционната номенклатура по това, че е по-специфична при назоваването на съединения, тъй като не само ги назовава, но и изяснява количеството на всеки химичен елемент. съединението.

!-- GDPR -->