Navngivning af kemiske forbindelser: ioniske, molekylære, syrer og hydrater

Valg af navngivningssystem ud fra formlen

Se på, hvad formlen indeholder, før du prøver at navngive den. Ioniske forbindelser holdes sammen af ladninger, så deres navne angiver ionerne og overlader optællingen til ladningsbalancen. Molekylære forbindelser har ingen ioniske ladninger at afstemme, så deres navne må angive antallet af hvert atom med græske præfikser. Syrer har deres egne navne, fordi de navngives efter, hvordan de opfører sig i vand.

Læs hver formel igennem tjeklisten nedenfor i rækkefølge, og stop ved det første match.

• Formel efterfulgt af en prik og vand, som ·5H₂O: et hydrat. Navngiv forbindelsen, og tilføj derefter hydratleddet.
• Formel, der begynder med H og er skrevet som en vandig opløsning, (aq): en syre.
• Et metal, eller ammoniumionen NH₄⁺, forbundet med ikke-metaller: en ionisk forbindelse.
• Kun ikke-metaller, uden ammonium: en molekylær forbindelse, der navngives med præfikser.

Ioniske navne og Stock-tal ved variable ladninger

Navngiv først kationen og derefter anionen. En monoatomar kation beholder grundstoffets navn (natrium, calcium), og en monoatomar anion får grundstoffets stamme plus -id (chlorid, oxid, nitrid). Ioniske navne bruger aldrig præfikser som di- eller tri- til at tælle ionerne; indeksene følger af ladningerne, så det ville være overflødigt at angive dem.

Mange metaller, især overgangsmetaller samt tin og bly, danner mere end én kation. For disse sætter Stock-systemet metallets oxidationstal, som for en monoatomar kation er lig med dens ladning, med romertal i parentes: jern(II) er Fe²⁺ og jern(III) er Fe³⁺. Metaller med kun én almindelig ladning får ikke noget romertal: gruppe 1-metaller (+1), gruppe 2-metaller (+2), aluminium (+3), zink (+2) og sølv (+1).

Gennemregnet eksempel: navngiv Co₃(PO₄)₂. Phosphat er PO₄³⁻, så to phosphater bærer 2 × (−3) = −6. De tre cobaltioner skal tilsammen give +6, så hver er +6 ÷ 3 = +2. Navnet er cobalt(II)phosphat. Bemærk, at romertallet er ladningen af én ion, ikke indekset.

Gennemregnet eksempel den modsatte vej: skriv formlen for tin(IV)sulfid. Tin(IV) er Sn⁴⁺ og sulfid er S²⁻. Det mindste hele talforhold, der afstemmer ladningen, er én Sn⁴⁺ for hver to S²⁻, da +4 + 2(−2) = 0. Formlen er SnS₂.

Polyatomare ioner og mønsteret -at/-it

En polyatomar ion er en gruppe kovalent bundne atomer med en samlet ladning. Den bevarer sit navn og sin formel som en enhed i en ionisk forbindelse. Når en formel kræver mere end én kopi af en polyatomar ion, sættes den i parentes før indekset: calciumnitrat er Ca(NO₃)₂, ikke CaNO₃₂.

Mange oxyanioner kommer i familier. -at-ionen har ét oxygen mere end -it-ionen med samme ladning: sulfat er SO₄²⁻ og sulfit er SO₃²⁻. For chlorfamilien tilføjer per- ét oxygen mere end -at, og hypo- fjerner ét mere end -it. At tilføje H⁺ til en anion gør dens ladning én enhed mindre negativ og tilføjer hydrogen til navnet. Listen nedenfor dækker de ioner, som de fleste kurser i almen kemi forventer, at du kender.

• Ammonium NH₄⁺, hydroxid OH⁻, cyanid CN⁻, peroxid O₂²⁻, acetat CH₃COO⁻.
• Nitrat NO₃⁻, nitrit NO₂⁻; sulfat SO₄²⁻, sulfit SO₃²⁻, hydrogensulfat HSO₄⁻.
• Carbonat CO₃²⁻, hydrogencarbonat HCO₃⁻; phosphat PO₄³⁻, hydrogenphosphat HPO₄²⁻, dihydrogenphosphat H₂PO₄⁻.
• Perchlorat ClO₄⁻, chlorat ClO₃⁻, chlorit ClO₂⁻, hypochlorit ClO⁻ (oxyanioner af brom og iod navngives på samme måde).
• Permanganat MnO₄⁻, chromat CrO₄²⁻, dichromat Cr₂O₇²⁻.

Præfikser for binære molekylære forbindelser

For en forbindelse af to ikke-metaller navngives det grundstof, der står længst til venstre i det periodiske system, generelt først; hvis begge står i samme gruppe, kommer det nederste først. Det andet grundstof får endelsen -id. Traditionelle navne på nogle forbindelser af oxygen med chlor, brom og iod bryder dette mønster ved at navngive halogenet først, som i dichlormonoxid, Cl₂O; IUPAC's anbefalinger fra 2005 fjerner denne undtagelse og kalder den samme forbindelse oxygendichlorid, OCl₂.

Græske præfikser angiver antallet af hvert atom: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6), hepta- (7), octa- (8), nona- (9) og deca- (10). Mono- bruges aldrig på det første grundstof. De fleste lærebøger dropper det sidste a eller o i et præfiks før oxid, så man får monoxid og pentoxid; IUPAC's anbefalinger fra 2005 beholder vokalen undtagen i monoxid, så du vil også se navne som dinitrogenpentaoxid.

Gennemregnet eksempel: navngiv P₄S₁₀. Begge grundstoffer er ikke-metaller, så brug præfikser. Phosphor står længere til venstre, så det kommer først: tetraphosphor. Svovl får deca- og endelsen -id: decasulfid. Navnet er tetraphosphordecasulfid. Den anden vej er dinitrogentrioxid N₂O₃. Nogle molekylære forbindelser kendes næsten kun under trivialnavne, såsom vand, ammoniak og methan.

Syrenavne ud fra deres anioner

En syres navn afledes af den anion, der er tilbage, når hydrogenionerne er fjernet. Hvis anionen ender på -id, navngives syren hydro- + stamme + -syre: HBr(aq) er hydrobromsyre. Uden vand til stede er HBr en molekylær gas med navnet hydrogenbromid; syrenavnet beskriver den vandige opløsning.

For oxosyrer ændres -at til -syre og -it til -syrling, og et eventuelt per- eller hypo- bevares. Navne på oxosyrer får aldrig præfikset hydro-. Nitrat giver salpetersyre, HNO₃; nitrit giver salpetersyrling, HNO₂; sulfat giver svovlsyre, H₂SO₄; phosphat giver phosphorsyre, H₃PO₄.

Gennemregnet eksempel: navngiv HIO₃ og skriv formlen for hypobromsyrling. Fjernes H⁺ fra HIO₃, er IO₃⁻ tilbage, iodat, analogt med chlorat. Endelsen -at bliver til -syre, så syren er iodsyre. For hypobromsyrling peger endelsen -syrling og præfikset hypo- på hypobromit, BrO⁻. Én H⁺ afstemmer én negativ ladning, så formlen er HBrO.

Hydrater: navne, formler og vandprocent

Et hydrat er et fast stof, som regel en ionisk forbindelse, med vandmolekyler indbygget i krystallen i et fast forhold. Formlen viser vandet efter en midterstillet prik, og navnet tilføjer et præfiks til ordet hydrat: CoCl₂·6H₂O er cobalt(II)chloridhexahydrat. Opvarmning af et hydrat kan drive vandet ud og efterlade den vandfrie forbindelse.

Gennemregnet eksempel: vandprocent i CoCl₂·6H₂O. Brug IUPAC's standardatomvægte afrundet til to decimaler: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 og O 16.00 g/mol. Den molare masse af CoCl₂ er 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Vand er 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, så seks vandmolekyler er 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Hydratets molare masse er 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, og masseprocenten af vand er (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Det samme forhold forudsiger, hvad opvarmning bør efterlade. Hvis 3.500 g af hydratet mister alt sit vand, er det tilbageværende vandfri CoCl₂ 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, og det uddrevne vand er 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Fire betydende cifre er berettigede, fordi prøvens masse og hver molar masse har mindst fire.

Navngivningsfejl, der ændrer formlen

Et forkert navn er et forkert stof, så behandl hvert navn som en formel, du kan kontrollere. Når du har navngivet en ionisk forbindelse, så genopbyg formlen ud fra dit navn og bekræft, at de positive og negative ladninger summerer til nul. Når du har navngivet en molekylær forbindelse, så bekræft, at hvert præfiks svarer til et indeks.

Følgende fejl er dem, du bør lede efter først.

• At bruge præfikser i ioniske navne, som at kalde MgCl₂ magnesiumdichlorid. Det korrekte navn er magnesiumchlorid.
• At læse romertallet som et indeks. Jern(III)oxid er Fe₂O₃, ikke Fe₃O.
• At udelade romertallet for et metal med variabel ladning, eller at tilføje et for natrium eller calcium.
• At forveksle sulfid (S²⁻), sulfit (SO₃²⁻) og sulfat (SO₄²⁻).
• At tilføje hydro- til en oxosyre. Hydrosulfidsyre er H₂S(aq); H₂SO₄ er svovlsyre.
• At overse, at kviksølv(I) findes som enheden Hg₂²⁺, så kviksølv(I)chlorid er Hg₂Cl₂.