Краткие теоретические сведения по номенклатуре химических соединений

Методические указания к самостоятельной работе

Строение вещества

Краткие теоретические сведения по номенклатуре химических соединений

К основным классам неорганических соединений относятся: оксиды, гидроксиды, кислоты, соли. Рассмотрим основы номенклатуры и характерные свойства каждого из этих классов соединений.

 

1.1.1 Оксиды

Оксидами называют соединения, состоящие из кислорода и какого-нибудь элемента El. Общую формулу оксидов можно записать как El _x O _y, где х и y – наименьшие целые числа, кратные валентности кислорода и элемента соответственно, например, .

Названия оксидов дают по следующей схеме:

оксид _________________________________ (____________).

^{название элемента степень окисления элемента}

Например: N₂O – оксид азота (I), СО – оксид углерода (II), Fe₂O₃ – оксид железа (III), SO₃ - оксид серы (VI).

1.2. Гидроксиды

Гидроксидами называют соединения, состоящие из положительного иона металла (иона аммония NH₄⁺) и одной или нескольких гидроксогрупп (OH^-). Общую формулу гидроксида можно записать как Me(OH) _x, где х – степень окисления металла, например, NaOH, Fe(OH)₂, Al(OH)₃.

Названия гидроксидов дают по следующей схеме:

гидроксид _____________________________ (____________).

^{название металла степень окисления металла}

Например: NaOH – гидроксид натрия, Fe(OH)₂ – гидроксид железа (II), Al(OH)₃ – гидроксид алюминия.

По химическим свойствам гидроксиды делят на щелочные, основные и амфотерные гидроксиды.

1.3. Кислоты

Кислотами называют вещества, состоящие из отрицательного иона кислотного остатка и положительного иона водорода (одного или нескольких). Общую формулу кислоты можно записать следующим образом H _x An, где х – модуль заряда аниона кислотного остатка An ^{x -}. С точки зрения теории электролитической диссоциации к кислотам относятся вещества, способные диссоциировать в растворе с образованием ионов водорода.

По наличию атома кислорода в кислотном остатке различают бескислородные кислоты (HCl, H₂S) и кислородсодержащие (HNO₃, H₂SO₄).

По числу атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться металлами, различают кислоты одноосновные (HCl, HNO₃), двухосновные (H₂S, H₂SO₄), трехосновные (H₃PO₄) и т. д.

Все кислоты взаимодействуют с гидроксидами металлов и с активными металлами с образованием солей:

H2SO3 + 2 NaOH ® Na2SO3 + H2O;

2 HCl + Zn ® ZnCl2 + H2­.

При составлении названия кислот используется корень русского названия элемента, образующего кислоту (центрального атома), с добавлением суффикса, окончания или приставки в зависимости от состава кислоты и степени окисления центрального атома.

Бескислородные кислоты.

При составлении названия кислоты используют схему: элементоводородная кислота, например: HCl – хлороводородная кислота (соляная), H₂S – сероводородная кислота, H₂Te – теллуроводородная кислота.

Кислородсодержащие кислоты.

Центральный атом имеет максимальную степень окисления (высшие кислоты) – используют окончание -ная или -вая, например: HNO₃ – азотная кислота, H₂SO₄ – серная кислота, H₂CrO₄ – хромовая кислота.

Центральный атом имеет минимальную положительную степень окисления – используют суффикс -ист, например: HNO₂ – азотистая кислота, H₂SO₃ – сернистая кислота.

Для обозначения степеней окисления атомов галогенов используют суффиксы:

-н(ая) ® -оват(ая) ® -ист(ая) ® -оватист(ая)

® степень окисления понижается ®:

HCl⁺⁷O₄ (хлорная) ® HCl⁺⁵O₃ (хлорноватая) ® HCl⁺³O₂ (хлористая) ® HCl⁺O (хлорноватистая)

Приставку орто - и мета - используют для обозначения кислот, образованных элементом с одинаковой степенью окисления, но различающихся основностью: H₃PO₄ – ортофосфорная кислота, HPO₃ – метафосфорная кислота.

Приставку тио - используют для обозначения кислот, в молекуле которых атом кислорода замещен на серу со степенью окисления -2: H₂SO₃S (H₂S₂O₃) – тиосерная кислота, H₂CS₃ – тритиоугольная кислота.

Приставку ди - используют для обозначения кислот с двумя атомами, образующими кислотный остаток: H₂P₂O₇ – дифосфорная кислота, H₂Cr₂O₇ – дихромовая кислота.

1.4. Соли

Солями называют сложные вещества, состоящие из катиона металла и аниона кислотного остатка. Общую формулу соли можно записать как Me _x An _y, где х и y – наименьшие целые числа, кратные заряду катиона и аниона соответственно. Соли можно рассматривать и как продукты полного или частичного замещения атомов водорода в молекуле кислоты атомами металлов или гидроксогрупп в молекуле гидроксида металла кислотными остатками.

При полном замещении (нейтрализации) образуются средние соли:

2 NaOH + H2SO4 ® Na2SO4 + 2 H2O.

(17)

При неполной нейтрализации многоосновной кислоты гидроксидом металла образуются кислые соли:

H3PO4 + KOH ® KH2PO4 + H2O.

(18)

При неполной нейтрализации гидроксида металла кислотой образуются основные соли:

Fe(OH)3 + 2 HCl ® FeOHCl2 + 2 H2O.

(19)

Разновидностью основных солей являются оксосоли, образующиеся при отщеплении молекулы воды от основной соли:

Bi(OH)2Cl ® BiOCl + H2O.

(20)

В ряде случаев образуются двойные соли, имеющие два разных катиона металла и один кислотный остаток, например KAl(SO₄)₂.

Названия солей составляют из названия кислотного остатка и названия металла в родительном падеже, в скобках указывают степень окисления металла, если их несколько, например, Fe₂(SO₄)₃ - сульфат железа (III), NaCl – хлорид натрия. Название аниона соли дают исходя из латинского корня кислотообразующего элемента, с добавлением приставки или суффикса в зависимости от наличия кислорода в кислотном остатке, степени окисления кислотообразующего элемента и состава кислотного остатка.

Бескислородные кислоты (кислотные остатки).

К латинскому корню кислотообразующего элемента добавляют суффикс - ид: Cl^- - хлорид, NaCl – хлорид натрия; S^2- - сульфид, NiS – сульфид никеля (II).

Кислородсодержащие кислоты (кислотные остатки).

Кислотообразующий элемент находится в высшей степени окисления - латинскому корню кислотообразующего элемента добавляют суффикс -ат:

SO₄^2- - сульфат, K₂SO₄ - сульфат калия; NO₃^- - нитрат, NH₄NO₃ - нитрат аммония; CrO₄^2- - хромат, BaCrO₄ - хромат бария.

Кислотообразующий элемент находится в низшей степени окисления - латинскому корню кислотообразующего элемента добавляют суффикс -ит:

SO₃^2- - сульфит, BaSO₃ - сульфит бария; NO₂^- - нитрит, NаNO₃ - нитрит натрия; CrO₂^- - хромит, KCrO₂ - хромит калия.

Для обозначения анионов орто- и метакислот сохраняют приставки орто- и мета-:

PO₄^3- - ортофосфат, Na₃PO₄ - ортофосфат натрия;

PO₃^- - метафосфат, NaPO₃ - метафосфат натрия;

Для обозначения кислотных остатков тиокислот сохраняют приставку тио-:

SSO₃^2- (S₂O₃^2-) – тиосульфат, Na₂S₂O₃ – тиосульфат натрия.

Если кислотный остаток содержит два атома кислотообразующего элемента, то к названию аниона добавляют приставку ди-:

Cr₂O₇^2- - дихромат, Na₂Cr₂O₇ – дихромат натрия.

Для обозначения степеней окисления атомов галогенов используют приставки и суффиксы:

пер-….-ат ® -ат ® -ит ® гипо-…..-ит

® степень окисления понижается ®:

Cl⁺⁷O₄^- (перхлорат) ® Cl⁺⁵O₃^- (хлорат) ® HCl⁺³O₂^- (хлорит) ® Cl⁺O^- (гипохлорит)

Для названия анионов кислых солей используют приставку гидро-, количество атомов водорода в составе соли указывают греческими числительными (ди, три, тетра и т. д.):

HCO₃^- - гидрокарбонат, NaHCO₃ – гидрокарбонат натрия, Ba(HCO₃)₂ – гидрокарбонат бария; H₂PO₄^- - дигидроортофосфат, KH₂PO₄ - дигидроортофосфат калия.

Для названия катионов основных солей используют приставку гидроксо-, количество гидроксогрупп в составе соли указывают греческими числительными (ди, три, тетра и т. д.):

FeOHCl – хлорид гидроксожелеза (II); (NiOH)₂SO₄ - сульфат гидроксоникеля; Al(OH)₂NO₃ - нитрат дигидроксоалюминия.

Для названия катионов оксосолей используют корень латинского названия металла с добавлением суффикса -ил:

BiO⁺ - висмутил, BiOCl – хлорид висмутила;

UO₂²⁺ - уранил, UO₂Cl₂ – хлорид уранила.

Название двойным солям дают руководствуясь вышеперечисленными правилами, называя сначала анион, а затем катионы в направлении справа налево:

KAl(SO₄)₂ – сульфат алюминия, калия.