Imenovanje hemijskih spojeva: ionski, molekulski, kiseline i hidrati

Izbor sistema imenovanja prema formuli

Pogledajte šta formula sadrži prije nego pokušate dati naziv. Ionske spojeve drže zajedno naboji, pa njihovi nazivi navode ione, a brojanje prepuštaju izjednačavanju naboja. Molekulski spojevi nemaju ionskih naboja za izjednačavanje, pa njihovi nazivi moraju navesti broj svakog atoma grčkim prefiksima. Kiseline imaju vlastite nazive jer se imenuju prema ponašanju u vodi.

Provedite svaku formulu kroz kontrolnu listu u nastavku, redom, i stanite na prvom poklapanju.

• Formula iza koje slijedi tačka i voda, poput ·5H₂O: hidrat. Imenujte spoj, a zatim dodajte izraz za hidrat.
• Formula koja počinje sa H i napisana je kao vodeni rastvor, (aq): kiselina.
• Metal, ili amonijev ion NH₄⁺, spojen s nemetalima: ionski spoj.
• Samo nemetali, bez amonija: molekulski spoj imenovan prefiksima.

Ionski nazivi i Stockovi brojevi za promjenljive naboje

Prvo imenujte kation, zatim anion. Jednoatomni kation zadržava naziv elementa (natrij, kalcij), a jednoatomni anion uzima korijen naziva elementa plus nastavak -id (hlorid, oksid, nitrid). Ionski nazivi nikad ne koriste prefikse poput di- ili tri- za brojanje iona; indeksi slijede iz naboja, pa bi njihovo navođenje bilo suvišno.

Mnogi metali, naročito prijelazni metali te kositar i olovo, tvore više od jednog kationa. Za njih Stockov sistem stavlja oksidacijski broj metala, koji je za jednoatomni kation jednak njegovom naboju, u zagrade rimskim brojevima: željezo(II) je Fe²⁺, a željezo(III) je Fe³⁺. Metali s samo jednim uobičajenim nabojem ne dobijaju broj: metali 1. grupe (+1), metali 2. grupe (+2), aluminij (+3), cink (+2) i srebro (+1).

Riješeni primjer: imenujte Co₃(PO₄)₂. Fosfat je PO₄³⁻, pa dva fosfata nose 2 × (−3) = −6. Tri iona kobalta moraju ukupno dati +6, pa je svaki +6 ÷ 3 = +2. Naziv je kobalt(II)-fosfat. Imajte na umu da je rimski broj naboj jednog iona, a ne indeks.

Riješeni primjer u obrnutom smjeru: napišite formulu kositar(IV)-sulfida. Kositar(IV) je Sn⁴⁺, a sulfid je S²⁻. Najmanji cjelobrojni omjer koji izjednačava naboj je jedan Sn⁴⁺ na svaka dva S²⁻, jer je +4 + 2(−2) = 0. Formula je SnS₂.

Poliatomski ioni i obrazac -at/-it

Poliatomski ion je skup kovalentno vezanih atoma s ukupnim nabojem. Zadržava svoj naziv i formulu kao jedinicu unutar ionskog spoja. Kada formula traži više od jedne kopije poliatomskog iona, stavite ga u zagrade prije indeksa: kalcij-nitrat je Ca(NO₃)₂, a ne CaNO₃₂.

Mnogi oksoanioni dolaze u porodicama. Ion s nastavkom -at ima jedan kisik više od iona s nastavkom -it istog naboja: sulfat je SO₄²⁻, a sulfit je SO₃²⁻. Za porodicu hlora, per- dodaje još jedan kisik u odnosu na -at, a hipo- uklanja još jedan u odnosu na -it. Dodavanje H⁺ anionu čini njegov naboj za jednu jedinicu manje negativnim i u naziv dodaje vodik. Popis u nastavku obuhvata ione koje većina kurseva opće hemije očekuje da znate.

• Amonij NH₄⁺, hidroksid OH⁻, cijanid CN⁻, peroksid O₂²⁻, acetat CH₃COO⁻.
• Nitrat NO₃⁻, nitrit NO₂⁻; sulfat SO₄²⁻, sulfit SO₃²⁻, hidrogensulfat HSO₄⁻.
• Karbonat CO₃²⁻, hidrogenkarbonat HCO₃⁻; fosfat PO₄³⁻, hidrogenfosfat HPO₄²⁻, dihidrogenfosfat H₂PO₄⁻.
• Perhlorat ClO₄⁻, hlorat ClO₃⁻, hlorit ClO₂⁻, hipohlorit ClO⁻ (oksoanioni broma i joda imenuju se na isti način).
• Permanganat MnO₄⁻, hromat CrO₄²⁻, dihromat Cr₂O₇²⁻.

Prefiksi za binarne molekulske spojeve

Kod spoja dvaju nemetala, element koji je u periodnom sistemu više lijevo općenito se imenuje prvi; ako su oba u istoj grupi, prvi je onaj niži. Drugi element dobija nastavak -id. Tradicionalni nazivi nekih spojeva kisika s hlorom, bromom i jodom krše ovaj obrazac tako što prvo imenuju halogen, kao u dihlor-monoksidu, Cl₂O; preporuke IUPAC-a iz 2005. uklanjaju taj izuzetak i isti spoj nazivaju kisik-dihlorid, OCl₂.

Grčki prefiksi daju broj svakog atoma: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), heksa- (6), hepta- (7), okta- (8), nona- (9) i deka- (10). Mono- se nikad ne koristi uz prvi element. Većina udžbenika izostavlja završno a ili o prefiksa ispred riječi oksid, pa se dobijaju monoksid i pentoksid; preporuke IUPAC-a iz 2005. zadržavaju samoglasnik osim u monoksidu, pa ćete naići i na nazive poput didušik-pentaoksid.

Riješeni primjer: imenujte P₄S₁₀. Oba elementa su nemetali, pa upotrijebite prefikse. Fosfor je više lijevo, pa dolazi prvi: tetrafosfor. Sumpor dobija deka- i nastavak -id: dekasulfid. Naziv je tetrafosfor-dekasulfid. U obrnutom smjeru, didušik-trioksid je N₂O₃. Neki molekulski spojevi poznati su gotovo samo po uobičajenim nazivima, poput vode, amonijaka i metana.

Nazivi kiselina prema njihovim anionima

Naziv kiseline izvodi se iz aniona koji ostaje nakon uklanjanja vodikovih iona. Ako anion završava na -id, kiselina se naziva korijen + -ovodična kiselina: HBr(aq) je bromovodična kiselina. Bez prisustva vode, HBr je molekulski gas koji se zove vodik-bromid; naziv kiseline opisuje vodeni rastvor.

Za oksokiseline nastavak -at mijenja se u -na kiselina, a -it u -asta kiselina, uz zadržavanje svakog prefiksa per- ili hipo-. Nazivi oksokiselina nikad ne dobijaju nastavak -ovodična. Nitrat daje dušičnu kiselinu, HNO₃; nitrit daje dušikastu kiselinu, HNO₂; sulfat daje sumpornu kiselinu, H₂SO₄; fosfat daje fosfornu kiselinu, H₃PO₄.

Riješeni primjer: imenujte HIO₃ i napišite formulu hipobromaste kiseline. Uklanjanje H⁺ iz HIO₃ ostavlja IO₃⁻, jodat, po analogiji s hloratom. Nastavak -at postaje -na kiselina, pa je kiselina jodna kiselina. Za hipobromastu kiselinu, nastavak -asta i prefiks hipo- upućuju na hipobromit, BrO⁻. Jedan H⁺ uravnotežuje jedan negativni naboj, pa je formula HBrO.

Hidrati: nazivi, formule i procenat vode

Hidrat je čvrsta tvar, obično ionski spoj, s molekulama vode ugrađenim u kristal u stalnom omjeru. Formula prikazuje vodu iza centrirane tačke, a naziv dodaje prefiks riječi hidrat: CoCl₂·6H₂O je kobalt(II)-hlorid heksahidrat. Zagrijavanje hidrata može istjerati vodu i ostaviti bezvodni spoj.

Riješeni primjer: procenat vode u CoCl₂·6H₂O. Koristite IUPAC standardne atomske mase zaokružene na dva decimalna mjesta: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 i O 16.00 g/mol. Molarna masa CoCl₂ je 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Voda je 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, pa šest molekula vode iznosi 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Molarna masa hidrata je 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, a maseni procenat vode je (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Isti omjer predviđa šta bi zagrijavanje trebalo ostaviti. Ako 3.500 g hidrata izgubi svu vodu, preostali bezvodni CoCl₂ iznosi 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, a istjerana voda je 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Četiri značajne cifre su opravdane jer masa uzorka i svaka molarna masa nose najmanje četiri.

Greške u imenovanju koje mijenjaju formulu

Pogrešan naziv je pogrešna tvar, pa svaki naziv tretirajte kao formulu koju možete provjeriti. Nakon imenovanja ionskog spoja, ponovo sastavite formulu iz svog naziva i potvrdite da se pozitivni i negativni naboji zbrajaju u nulu. Nakon imenovanja molekulskog spoja, potvrdite da svaki prefiks odgovara indeksu.

Sljedeće greške treba tražiti prvo.

• Upotreba prefiksa u ionskim nazivima, poput nazivanja MgCl₂ magnezij-dihlorid. Ispravan naziv je magnezij-hlorid.
• Čitanje rimskog broja kao indeksa. Željezo(III)-oksid je Fe₂O₃, a ne Fe₃O.
• Izostavljanje broja za metal promjenljivog naboja ili dodavanje broja uz natrij ili kalcij.
• Miješanje sulfida (S²⁻), sulfita (SO₃²⁻) i sulfata (SO₄²⁻).
• Dodavanje nastavka -ovodična oksokiselini. Sumporovodična kiselina je H₂S(aq); H₂SO₄ je sumporna kiselina.
• Previđanje da živa(I) postoji kao jedinka Hg₂²⁺, pa je živa(I)-hlorid Hg₂Cl₂.