Ονοματολογία χημικών ενώσεων: ιοντικές, μοριακές, οξέα και ένυδρα άλατα

Επιλογή του συστήματος ονοματολογίας από τον τύπο

Δείτε τι περιέχει ο τύπος πριν προσπαθήσετε να τον ονομάσετε. Οι ιοντικές ενώσεις συγκρατούνται από φορτία, άρα τα ονόματά τους αναφέρουν τα ιόντα και αφήνουν την καταμέτρηση στην ισοστάθμιση φορτίου. Οι μοριακές ενώσεις δεν έχουν ιοντικά φορτία για ισοστάθμιση, άρα τα ονόματά τους πρέπει να δηλώνουν τον αριθμό κάθε ατόμου με αριθμητικά προθέματα. Τα οξέα έχουν δικά τους ονόματα, επειδή ονομάζονται ανάλογα με τη συμπεριφορά τους στο νερό.

Περάστε κάθε τύπο από τον κατάλογο ελέγχου που ακολουθεί, με τη σειρά, και σταμάτα στην πρώτη αντιστοιχία.

• Τύπος που ακολουθείται από τελεία και νερό, όπως ·5H₂O: ένυδρο άλας. Ονομάστε την ένωση και προσθέστε τον όρο για το ένυδρο.
• Τύπος που αρχίζει με H και γράφεται ως υδατικό διάλυμα, (aq): οξύ.
• Ένα μέταλλο, ή το ιόν αμμωνίου NH₄⁺, ενωμένο με αμέταλλα: ιοντική ένωση.
• Μόνο αμέταλλα, χωρίς αμμώνιο: μοριακή ένωση που ονομάζεται με προθέματα.

Ιοντικά ονόματα και αριθμοί Stock για μεταβλητά φορτία

Στα ελληνικά ονομάζεται πρώτα το ανιόν και μετά το κατιόν (χλωριούχο νάτριο). Ένα μονοατομικό κατιόν κρατά το όνομα του στοιχείου (νάτριο, ασβέστιο) και ένα μονοατομικό ανιόν παίρνει τη ρίζα του ονόματος του στοιχείου και την κατάληξη -ούχο ή -ίδιο (χλωριούχο, οξείδιο, νιτρίδιο). Τα ιοντικά ονόματα δεν χρησιμοποιούν ποτέ προθέματα όπως δι- ή τρι- για να μετρήσουν τα ιόντα· οι δείκτες προκύπτουν από τα φορτία, άρα η αναφορά τους θα ήταν περιττή.

Πολλά μέταλλα, ιδίως τα μεταβατικά και ο κασσίτερος και ο μόλυβδος, σχηματίζουν περισσότερα από ένα κατιόντα. Για αυτά, το σύστημα Stock βάζει τον αριθμό οξείδωσης του μετάλλου, που για ένα μονοατομικό κατιόν ισούται με το φορτίο του, με λατινικούς αριθμούς σε παρένθεση: ο σίδηρος(II) είναι Fe²⁺ και ο σίδηρος(III) είναι Fe³⁺. Τα μέταλλα με ένα μόνο συνηθισμένο φορτίο δεν παίρνουν αριθμό: τα μέταλλα της ομάδας 1 (+1), τα μέταλλα της ομάδας 2 (+2), το αργίλιο (+3), ο ψευδάργυρος (+2) και ο άργυρος (+1).

Λυμένο παράδειγμα: ονομάστε το Co₃(PO₄)₂. Το φωσφορικό είναι PO₄³⁻, άρα δύο φωσφορικά φέρουν 2 × (−3) = −6. Τα τρία ιόντα κοβαλτίου πρέπει να αθροίζουν +6, άρα το καθένα είναι +6 ÷ 3 = +2. Το όνομα είναι φωσφορικό κοβάλτιο(II). Προσέξτε ότι ο λατινικός αριθμός είναι το φορτίο ενός ιόντος και όχι ο δείκτης.

Λυμένο παράδειγμα αντίστροφα: γράψτε τον τύπο του θειούχου κασσιτέρου(IV). Ο κασσίτερος(IV) είναι Sn⁴⁺ και το θειούχο είναι S²⁻. Η μικρότερη αναλογία ακέραιων αριθμών που εξισορροπεί το φορτίο είναι ένα Sn⁴⁺ για κάθε δύο S²⁻, αφού +4 + 2(−2) = 0. Ο τύπος είναι SnS₂.

Πολυατομικά ιόντα και το μοτίβο -ικό/-ώδες

Ένα πολυατομικό ιόν είναι μια ομάδα ομοιοπολικά ενωμένων ατόμων με συνολικό φορτίο. Διατηρεί το όνομα και τον τύπο του ως μονάδα μέσα σε μια ιοντική ένωση. Όταν ένας τύπος χρειάζεται περισσότερα από ένα αντίγραφα ενός πολυατομικού ιόντος, περικλείστε το σε παρένθεση πριν από τον δείκτη: το νιτρικό ασβέστιο είναι Ca(NO₃)₂ και όχι CaNO₃₂.

Πολλά οξυανιόντα εμφανίζονται σε οικογένειες. Το ιόν με κατάληξη -ικό έχει ένα οξυγόνο περισσότερο από το ιόν με κατάληξη -ώδες με το ίδιο φορτίο: το θειικό είναι SO₄²⁻ και το θειώδες είναι SO₃²⁻. Για την οικογένεια του χλωρίου, το πρόθεμα υπερ- προσθέτει ένα ακόμη οξυγόνο από το -ικό και το υπο- αφαιρεί ένα ακόμη από το -ώδες. Η προσθήκη H⁺ σε ένα ανιόν κάνει το φορτίο του κατά μία μονάδα λιγότερο αρνητικό και προσθέτει υδρογόνο στο όνομα. Ο κατάλογος που ακολουθεί καλύπτει τα ιόντα που τα περισσότερα μαθήματα γενικής χημείας περιμένουν να γνωρίζετε.

• Αμμώνιο NH₄⁺, υδροξείδιο OH⁻, κυανιούχο CN⁻, υπεροξείδιο O₂²⁻, οξικό CH₃COO⁻.
• Νιτρικό NO₃⁻, νιτρώδες NO₂⁻· θειικό SO₄²⁻, θειώδες SO₃²⁻, όξινο θειικό HSO₄⁻.
• Ανθρακικό CO₃²⁻, όξινο ανθρακικό HCO₃⁻· φωσφορικό PO₄³⁻, μονοόξινο φωσφορικό HPO₄²⁻, διόξινο φωσφορικό H₂PO₄⁻.
• Υπερχλωρικό ClO₄⁻, χλωρικό ClO₃⁻, χλωριώδες ClO₂⁻, υποχλωριώδες ClO⁻ (τα οξυανιόντα του βρωμίου και του ιωδίου ονομάζονται με τον ίδιο τρόπο).
• Υπερμαγγανικό MnO₄⁻, χρωμικό CrO₄²⁻, διχρωμικό Cr₂O₇²⁻.

Προθέματα για δυαδικές μοριακές ενώσεις

Για μια ένωση δύο αμετάλλων, το ηλεκτραρνητικότερο στοιχείο, που βρίσκεται συνήθως πιο δεξιά στον περιοδικό πίνακα, ονομάζεται πρώτο με την κατάληξη -ούχο ή -ίδιο· αν βρίσκονται στην ίδια ομάδα, ονομάζεται πρώτο το ανώτερο. Το δεύτερο στοιχείο ακολουθεί στη γενική, όπως στο διοξείδιο του άνθρακα. Παραδοσιακά ονόματα για ορισμένες ενώσεις του οξυγόνου με το χλώριο, το βρώμιο και το ιώδιο δεν ακολουθούν αυτό το μοτίβο, όπως το μονοξείδιο του διχλωρίου, Cl₂O· οι συστάσεις της IUPAC του 2005 αίρουν αυτή την εξαίρεση και ονομάζουν την ίδια ένωση διχλωριούχο οξυγόνο, OCl₂.

Τα αριθμητικά προθέματα δίνουν τον αριθμό κάθε ατόμου: μονο- (1), δι- (2), τρι- (3), τετρα- (4), πεντα- (5), εξα- (6), επτα- (7), οκτα- (8), εννεα- (9) και δεκα- (10). Το μονο- παραλείπεται συνήθως στο στοιχείο που ονομάζεται δεύτερο, όπως στο διοξείδιο του άνθρακα και όχι «του μονοάνθρακα». Τα περισσότερα εγχειρίδια συντομεύουν το τελικό α ή ο ενός προθέματος πριν από το οξείδιο, και έτσι προκύπτουν τα μονοξείδιο και πεντοξείδιο· οι συστάσεις της IUPAC του 2005 διατηρούν το φωνήεν εκτός από το μονοξείδιο, άρα θα δείτε και ονόματα όπως πενταοξείδιο του διαζώτου.

Λυμένο παράδειγμα: ονομάστε το P₄S₁₀. Και τα δύο στοιχεία είναι αμέταλλα, άρα χρησιμοποιήστε προθέματα. Το θείο είναι το ηλεκτραρνητικότερο, άρα ονομάζεται πρώτο με πρόθεμα δεκα- και κατάληξη -ούχος: δεκαθειούχος. Ο φώσφορος ακολουθεί στη γενική, με πρόθεμα τετρα-: τετραφώσφορος. Το όνομα είναι δεκαθειούχος τετραφώσφορος. Αντίστροφα, το τριοξείδιο του διαζώτου είναι N₂O₃. Ορισμένες μοριακές ενώσεις είναι γνωστές σχεδόν μόνο με κοινά ονόματα, όπως το νερό, η αμμωνία και το μεθάνιο.

Ονόματα οξέων από τα ανιόντα τους

Το όνομα ενός οξέος προκύπτει από το ανιόν που απομένει όταν αφαιρεθούν τα ιόντα υδρογόνου. Αν το ανιόν τελειώνει σε -ούχο ή -ίδιο, το οξύ ονομάζεται με πρόθεμα υδρο- + ρίζα + -ικό οξύ: το HBr(aq) είναι υδροβρωμικό οξύ. Χωρίς παρουσία νερού, το HBr είναι μοριακό αέριο που ονομάζεται βρωμιούχο υδρογόνο· το όνομα του οξέος περιγράφει το υδατικό διάλυμα.

Για τα οξυοξέα, αλλάξτε το -ικό ανιόν σε -ικό οξύ και το -ώδες ανιόν σε -ώδες οξύ, και διατηρήστε οποιοδήποτε πρόθεμα υπερ- ή υπο-. Τα ονόματα των οξυοξέων δεν παίρνουν ποτέ το πρόθεμα υδρο-. Το νιτρικό δίνει νιτρικό οξύ, HNO₃· το νιτρώδες δίνει νιτρώδες οξύ, HNO₂· το θειικό δίνει θειικό οξύ, H₂SO₄· το φωσφορικό δίνει φωσφορικό οξύ, H₃PO₄.

Λυμένο παράδειγμα: ονομάστε το HIO₃ και γράψτε τον τύπο του υποβρωμιώδους οξέος. Η αφαίρεση του H⁺ από το HIO₃ αφήνει IO₃⁻, ιωδικό, κατ' αναλογία με το χλωρικό. Το ανιόν με κατάληξη -ικό δίνει οξύ με κατάληξη -ικό, άρα το οξύ είναι ιωδικό οξύ. Για το υποβρωμιώδες οξύ, η κατάληξη -ώδες και το πρόθεμα υπο- παραπέμπουν στο υποβρωμιώδες ανιόν, BrO⁻. Ένα H⁺ ισορροπεί ένα αρνητικό φορτίο, άρα ο τύπος είναι HBrO.

Ένυδρα άλατα: ονόματα, τύποι και εκατοστιαίο νερό

Ένα ένυδρο άλας είναι ένα στερεό, συνήθως ιοντική ένωση, με μόρια νερού ενσωματωμένα στον κρύσταλλό του σε σταθερή αναλογία. Ο τύπος δείχνει το νερό μετά από μια κεντρική τελεία και το όνομα προσθέτει πρόθεμα στη λέξη ένυδρο: το CoCl₂·6H₂O είναι εξαένυδρο χλωριούχο κοβάλτιο(II). Η θέρμανση ενός ένυδρου άλατος μπορεί να απομακρύνει το νερό και να αφήσει την άνυδρη ένωση.

Λυμένο παράδειγμα: εκατοστιαίο νερό στο CoCl₂·6H₂O. Χρησιμοποιήστε τις πρότυπες ατομικές μάζες της IUPAC στρογγυλοποιημένες σε δύο δεκαδικά: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 και O 16.00 g/mol. Η γραμμομοριακή μάζα του CoCl₂ είναι 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Το νερό είναι 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, άρα έξι νερά είναι 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Η γραμμομοριακή μάζα του ένυδρου άλατος είναι 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol και το εκατοστιαίο ποσοστό μάζας του νερού είναι (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Η ίδια αναλογία προβλέπει τι πρέπει να αφήσει η θέρμανση. Αν 3.500 g του ένυδρου άλατος χάσουν όλο το νερό τους, το άνυδρο CoCl₂ που απομένει είναι 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g και το νερό που αποβλήθηκε είναι 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Δικαιολογούνται τέσσερα σημαντικά ψηφία, επειδή η μάζα του δείγματος και κάθε γραμμομοριακή μάζα έχουν τουλάχιστον τέσσερα.

Λάθη ονοματολογίας που αλλάζουν τον τύπο

Ένα λάθος όνομα είναι λάθος ουσία, γι' αυτό αντιμετωπίστε κάθε όνομα ως τύπο που μπορείτε να ελέγξετε. Αφού ονομάσετε μια ιοντική ένωση, ξαναφτιάξτε τον τύπο από το όνομά σας και επιβεβαιώστε ότι τα θετικά και τα αρνητικά φορτία αθροίζουν στο μηδέν. Αφού ονομάσετε μια μοριακή ένωση, επιβεβαιώστε ότι κάθε πρόθεμα αντιστοιχεί σε έναν δείκτη.

Τα παρακάτω λάθη είναι αυτά που πρέπει να ψάχνετε πρώτα.

• Χρήση προθεμάτων σε ιοντικά ονόματα, όπως η ονομασία του MgCl₂ ως διχλωριούχο μαγνήσιο. Το σωστό όνομα είναι χλωριούχο μαγνήσιο.
• Ανάγνωση του λατινικού αριθμού ως δείκτη. Το οξείδιο του σιδήρου(III) είναι Fe₂O₃ και όχι Fe₃O.
• Παράλειψη του αριθμού για μέταλλο μεταβλητού φορτίου, ή προσθήκη του για το νάτριο ή το ασβέστιο.
• Σύγχυση του θειούχου (S²⁻), του θειώδους (SO₃²⁻) και του θειικού (SO₄²⁻).
• Προσθήκη του υδρο- σε οξυοξύ. Το υδροθειικό οξύ είναι H₂S(aq)· το H₂SO₄ είναι θειικό οξύ.
• Παράβλεψη του ότι ο υδράργυρος(I) υπάρχει ως η μονάδα Hg₂²⁺, άρα ο τύπος του χλωριούχου υδραργύρου(I) είναι Hg₂Cl₂.