Наименуване на химичните съединения: йонни, молекулни, киселини и хидрати

Избор на система за наименуване по формулата

Вижте какво съдържа формулата, преди да се опитате да я назовете. Йонните съединения се държат от заряди, така че имената им посочват йоните и оставят броенето на баланса на зарядите. Молекулните съединения нямат йонни заряди за балансиране, така че имената им трябва да посочват броя на всеки атом с гръцки представки. Киселините имат собствени имена, защото се назовават според поведението им във вода.

Прочетете всяка формула през контролния списък по-долу, по ред, и спрете при първото съвпадение.

• Формула, следвана от точка и вода, като ·5H₂O: хидрат. Назовете съединението, после добавете термина за хидрат.
• Формула, която започва с H и е записана като воден разтвор, (aq): киселина.
• Метал или амониевият йон NH₄⁺, съчетан с неметали: йонно съединение.
• Само неметали, без амоний: молекулно съединение, назовавано с представки.

Йонни имена и числата на Щок за променливи заряди

Назовете първо катиона, после аниона. Едноатомният катион запазва името на елемента (натрий, калций), а едноатомният анион взема корена на името на елемента плюс -ид (хлорид, оксид, нитрид). Йонните имена никога не използват представки като ди- или три- за броене на йоните; индексите следват от зарядите, така че посочването им би било излишно.

Много метали, особено преходните метали, калаят и оловото, образуват повече от един катион. За тях системата на Щок поставя степента на окисление на метала, която за едноатомен катион е равна на заряда му, с римска цифра в скоби: желязо(II) е Fe²⁺, а желязо(III) е Fe³⁺. Металите само с един обичаен заряд не получават цифра: металите от група 1 (+1), металите от група 2 (+2), алуминият (+3), цинкът (+2) и среброто (+1).

Решен пример: назовете Co₃(PO₄)₂. Фосфатът е PO₄³⁻, така че два фосфата носят 2 × (−3) = −6. Трите кобалтови йона трябва да са общо +6, така че всеки е +6 ÷ 3 = +2. Името е кобалтов(II) фосфат. Забележете, че римската цифра е зарядът на един йон, а не индексът.

Решен пример в обратната посока: запишете формулата на калаен(IV) сулфид. Калаят(IV) е Sn⁴⁺, а сулфидът е S²⁻. Най-малкото цяло отношение, което уравнява заряда, е един Sn⁴⁺ на два S²⁻, тъй като +4 + 2(−2) = 0. Формулата е SnS₂.

Многоатомни йони и моделът -ат/-ит

Многоатомният йон е група от ковалентно свързани атоми с общ заряд. Той запазва името и формулата си като единица в йонното съединение. Когато формулата изисква повече от едно копие на многоатомния йон, заградете го в скоби преди индекса: калциевият нитрат е Ca(NO₃)₂, а не CaNO₃₂.

Много оксоаниони се срещат в семейства. Йонът на -ат има един кислород повече от йона на -ит със същия заряд: сулфатът е SO₄²⁻, а сулфитът е SO₃²⁻. В хлорното семейство пер- добавя още един кислород спрямо -ат, а хипо- отнема още един спрямо -ит. Добавянето на H⁺ към анион прави заряда му с една единица по-малко отрицателен и добавя „хидроген“ към името. Списъкът по-долу обхваща йоните, които повечето курсове по обща химия очакват да знаете.

• Амоний NH₄⁺, хидроксид OH⁻, цианид CN⁻, пероксид O₂²⁻, ацетат CH₃COO⁻.
• Нитрат NO₃⁻, нитрит NO₂⁻; сулфат SO₄²⁻, сулфит SO₃²⁻, хидрогенсулфат HSO₄⁻.
• Карбонат CO₃²⁻, хидрогенкарбонат HCO₃⁻; фосфат PO₄³⁻, хидрогенфосфат HPO₄²⁻, дихидрогенфосфат H₂PO₄⁻.
• Перхлорат ClO₄⁻, хлорат ClO₃⁻, хлорит ClO₂⁻, хипохлорит ClO⁻ (оксоанионите на брома и йода се назовават по същия начин).
• Перманганат MnO₄⁻, хромат CrO₄²⁻, дихромат Cr₂O₇²⁻.

Представки за бинарни молекулни съединения

За съединение от два неметала по принцип първо се назовава елементът, който е по-вляво в периодичната таблица; ако и двата са в една група, първо е по-долният. Вторият елемент получава окончанието -ид. Традиционните имена на някои съединения на кислорода с хлор, бром и йод нарушават този модел, като назовават първо халогена, както в дихлорен монооксид, Cl₂O; препоръките на IUPAC от 2005 г. премахват това изключение и назовават същото съединение кислороден дихлорид, OCl₂.

Гръцките представки дават броя на всеки атом: моно- (1), ди- (2), три- (3), тетра- (4), пента- (5), хекса- (6), хепта- (7), окта- (8), нона- (9) и дека- (10). Моно- никога не се използва за първия елемент. Повечето учебници изпускат крайното а или о на представката пред оксид, което дава монооксид и пентаоксид; препоръките на IUPAC от 2005 г. запазват гласната освен при монооксид, така че ще срещнете и имена като диазотен пентаоксид.

Решен пример: назовете P₄S₁₀. И двата елемента са неметали, така че използвайте представки. Фосфорът е по-вляво, затова е пръв: тетрафосфорен. Сярата получава дека- и окончанието -ид: декасулфид. Името е тетрафосфорен декасулфид. В обратната посока диазотният триоксид е N₂O₃. Някои молекулни съединения са познати почти само с обичайните си имена, като вода, амоняк и метан.

Имена на киселини според техните аниони

Името на киселината произлиза от аниона, който остава след отнемането на водородните йони. Ако анионът завършва на -ид, киселината се назовава с корена на аниона и „-оводородна киселина“: HBr(aq) е бромоводородна киселина. Без вода HBr е молекулен газ, наричан хидроген бромид (бромоводород); името на киселината описва воден разтвор.

При оксокиселините -ат се сменя с „-на киселина“, а -ит с „-иста киселина“, като се запазва всяка представка пер- или хипо-. Имената на оксокиселините никога не получават „-оводородна“. Нитратът дава азотна киселина, HNO₃; нитритът дава азотиста киселина, HNO₂; сулфатът дава сярна киселина, H₂SO₄; фосфатът дава фосфорна киселина, H₃PO₄.

Решен пример: назовете HIO₃ и запишете формулата на хипобромистата киселина. Отнемането на H⁺ от HIO₃ оставя IO₃⁻, йодат, по аналогия с хлората. Окончанието -ат става „-на“, така че киселината е йодна киселина. За хипобромистата киселина окончанието „-иста“ и представката хипо- сочат хипобромит, BrO⁻. Един H⁺ уравновесява един отрицателен заряд, така че формулата е HBrO.

Хидрати: имена, формули и процент вода

Хидратът е твърдо вещество, обикновено йонно съединение, с водни молекули, вградени в кристала му в постоянно отношение. Формулата показва водата след централна точка, а името добавя представка към думата хидрат: CoCl₂·6H₂O е кобалтов(II) хлорид хексахидрат. Нагряването на хидрат може да изгони водата и да остави безводното съединение.

Решен пример: процент вода в CoCl₂·6H₂O. Използвайте стандартните атомни тегла на IUPAC, закръглени до два десетични знака: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 и O 16.00 g/mol. Моларната маса на CoCl₂ е 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Водата е 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, така че шест води са 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Моларната маса на хидрата е 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, а масовият процент на водата е (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Същото отношение предсказва какво трябва да остане при нагряване. Ако 3.500 g от хидрата загубят цялата си вода, оставащият безводен CoCl₂ е 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, а изгонената вода е 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Четири значещи цифри са оправдани, защото масата на пробата и всяка моларна маса имат поне по четири.

Грешки в наименуването, които променят формулата

Грешното име е грешно вещество, затова третирайте всяко име като формула, която можете да проверите. След като назовете йонно съединение, възстановете формулата от името си и потвърдете, че положителните и отрицателните заряди се сумират до нула. След като назовете молекулно съединение, потвърдете, че всяка представка съответства на индекс.

Следните грешки са тези, които да търсите първо.

• Използване на представки в йонни имена, като наричането на MgCl₂ магнезиев дихлорид. Правилното име е магнезиев хлорид.
• Четене на римската цифра като индекс. Железен(III) оксид е Fe₂O₃, а не Fe₃O.
• Пропускане на цифрата за метал с променлив заряд или добавянето ѝ за натрий или калций.
• Бъркане на сулфид (S²⁻), сулфит (SO₃²⁻) и сулфат (SO₄²⁻).
• Добавяне на „-оводородна“ към оксокиселина. Сероводородната киселина е H₂S(aq); H₂SO₄ е сярна киселина.
• Пропускане на това, че живакът(I) съществува като единицата Hg₂²⁺, така че живачен(I) хлорид е Hg₂Cl₂.