Kémiai vegyületek elnevezése: ionos vegyületek, molekuláris vegyületek, savak és hidrátok

Az elnevezési rendszer megválasztása a képletből

Nézze meg, mit tartalmaz a képlet, mielőtt megpróbálná elnevezni. Az ionos vegyületeket töltések tartják össze, ezért a nevük az ionokat közli, a darabszámot pedig a töltéskiegyenlítésre bízza. A molekuláris vegyületekben nincsenek kiegyenlítendő ionos töltések, ezért a nevüknek görög előtagokkal kell közölnie az egyes atomok számát. A savaknak saját nevük van, mert a vízben mutatott viselkedésük szerint nevezzük el őket.

Olvasson végig minden képletet az alábbi ellenőrzőlistán, sorrendben, és az első egyezésnél álljon meg.

• Pontot és vizet követő képlet, például ·5H₂O: hidrát. Nevezze el a vegyületet, majd adja hozzá a hidrát kifejezést.
• H-val kezdődő és vizes oldatként, (aq), felírt képlet: sav.
• Fém vagy az NH₄⁺ ammóniumion nemfémekkel: ionos vegyület.
• Csak nemfémek, ammónium nélkül: előtagokkal elnevezett molekuláris vegyület.

Ionos nevek és Stock-számok változó töltésekhez

Először a kationt nevezze meg, azután az aniont. Az egyatomos kation megtartja az elem nevét (nátrium, kalcium), az egyatomos anion pedig az elem nevének gyökét és az -id végződést kapja (klorid, oxid, nitrid). Az ionos nevek soha nem használnak di- vagy tri- előtagot az ionok számolására; az alsó indexek a töltésekből adódnak, így megadásuk felesleges lenne.

Sok fém, különösen az átmenetifémek, valamint az ón és az ólom, egynél több kationt képez. Ezeknél a Stock-rendszer a fém oxidációs számát, amely egyatomos kationnál egyenlő a töltésével, római számmal zárójelben adja meg: a vas(II) Fe²⁺, a vas(III) Fe³⁺. Az egyetlen gyakori töltésű fémek nem kapnak számot: az 1. csoport fémei (+1), a 2. csoport fémei (+2), az alumínium (+3), a cink (+2) és az ezüst (+1).

Megoldott példa: nevezze el a Co₃(PO₄)₂-t. A foszfát PO₄³⁻, így két foszfát 2 × (−3) = −6-ot hordoz. A három kobaltionnak összesen +6-nak kell lennie, tehát mindegyik +6 ÷ 3 = +2. A név kobalt(II)-foszfát. Figyelje meg, hogy a római szám egy ion töltése, nem az alsó index.

Megoldott példa fordítva: írja fel az ón(IV)-szulfid képletét. Az ón(IV) Sn⁴⁺, a szulfid pedig S²⁻. A töltést rendező legkisebb egész számú arány egy Sn⁴⁺ minden két S²⁻-ra, mivel +4 + 2(−2) = 0. A képlet SnS₂.

Többatomos ionok és az -át/-it minta

A többatomos ion kovalensen kötött atomok csoportja, amelynek összes töltése van. Az ionos vegyületben egységként megtartja a nevét és a képletét. Ha egy képlet egynél több példányt igényel egy többatomos ionból, tegye zárójelbe az alsó index elé: a kalcium-nitrát Ca(NO₃)₂, nem CaNO₃₂.

Sok oxoanion családot alkot. Az -át ionban eggyel több oxigén van, mint az azonos töltésű -it ionban: a szulfát SO₄²⁻, a szulfit SO₃²⁻. A klórcsaládban a per- eggyel több oxigént ad, mint az -át, a hipo- pedig eggyel kevesebbet vesz, mint az -it. Ha H⁺-t adunk egy anionhoz, a töltése egy egységgel kevésbé negatív lesz, és hidrogén kerül a névbe. Az alábbi lista az általános kémia kurzusok által elvárt legtöbb iont tartalmazza.

• Ammónium NH₄⁺, hidroxid OH⁻, cianid CN⁻, peroxid O₂²⁻, acetát CH₃COO⁻.
• Nitrát NO₃⁻, nitrit NO₂⁻; szulfát SO₄²⁻, szulfit SO₃²⁻, hidrogén-szulfát HSO₄⁻.
• Karbonát CO₃²⁻, hidrogén-karbonát HCO₃⁻; foszfát PO₄³⁻, hidrogén-foszfát HPO₄²⁻, dihidrogén-foszfát H₂PO₄⁻.
• Perklorát ClO₄⁻, klorát ClO₃⁻, klorit ClO₂⁻, hipoklorit ClO⁻ (a bróm és a jód oxoanionjait ugyanígy nevezik).
• Permanganát MnO₄⁻, kromát CrO₄²⁻, dikromát Cr₂O₇²⁻.

Előtagok a bináris molekuláris vegyületekhez

Két nemfém vegyületében általában a periódusos rendszerben balrébb álló elemet nevezzük meg először; ha mindkettő ugyanabban a csoportban van, az alsó áll elöl. A második elem az -id végződést kapja. Az oxigénnek a klórral, brómmal és jóddal alkotott egyes vegyületeinek hagyományos nevei megtörik ezt a mintát azzal, hogy a halogént nevezik meg először, mint a diklór-monoxidnál, Cl₂O; a 2005-ös IUPAC-ajánlások megszüntetik ezt a kivételt, és ugyanezt a vegyületet oxigén-diklorid, OCl₂ néven nevezik.

A görög előtagok megadják az egyes atomok számát: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6), hepta- (7), okta- (8), nona- (9) és deka- (10). A mono- előtagot az első elemen soha nem használjuk. A legtöbb tankönyv az előtag végső a vagy o betűjét elhagyja az oxid előtt, így monoxid és pentoxid keletkezik; a 2005-ös IUPAC-ajánlások megtartják a magánhangzót a monoxid kivételével, így olyan neveket is láthat, mint a dinitrogén-pentaoxid.

Megoldott példa: nevezze el a P₄S₁₀-et. Mindkét elem nemfém, ezért előtagokat használjon. A foszfor áll balrébb, ezért ez az első: tetrafoszfor. A kén deka- előtagot és -id végződést kap: dekaszulfid. A név tetrafoszfor-dekaszulfid. Fordított irányban a dinitrogén-trioxid N₂O₃. Egyes molekuláris vegyületeket szinte kizárólag köznapi nevükön ismerünk, mint a víz, az ammónia és a metán.

Savnevek az anionjaikból

A sav neve a hidrogénionok eltávolítása után megmaradó anionból származik. Ha az anion -id végű, a sav neve az elem gyökéből és a -hidrogénsav utótagból áll: a HBr(aq) brómhidrogénsav. Víz nélkül a HBr molekuláris gáz, amelynek neve hidrogén-bromid; a savnév a vizes oldatot írja le.

Az oxosavaknál az -át végződés -sav lesz, az -it végződés pedig -ossav, és a per- vagy hipo- előtagot megtartjuk. Az oxosavak nevei soha nem kapnak hidrogén-előtagot. A nitrátból salétromsav lesz, HNO₃; a nitritből salétromossav, HNO₂; a szulfátból kénsav, H₂SO₄; a foszfátból foszforsav, H₃PO₄.

Megoldott példa: nevezze el a HIO₃-at, és írja fel a hipobrómossav képletét. A H⁺ eltávolítása a HIO₃-ból IO₃⁻-t, jodátot hagy, a klorát analógiájára. Az -át végződés -sav lesz, így a sav neve jódsav. A hipobrómossav esetében az -ossav végződés és a hipo- előtag hipobromitra, BrO⁻-ra utal. Egy H⁺ egy negatív töltést egyenlít ki, így a képlet HBrO.

Hidrátok: nevek, képletek és víztartalom százalékban

A hidrát szilárd anyag, általában ionos vegyület, amelynek kristályába vízmolekulák épülnek be rögzített arányban. A képlet a vizet középső pont után mutatja, a név pedig előtagot ad a hidrát szóhoz: a CoCl₂·6H₂O kobalt(II)-klorid-hexahidrát. A hidrát melegítése kiűzheti a vizet, és vízmentes vegyületet hagyhat vissza.

Megoldott példa: a víz százaléka a CoCl₂·6H₂O-ban. Használjon két tizedesjegyre kerekített IUPAC standard atomtömegeket: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 és O 16.00 g/mol. A CoCl₂ moláris tömege 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. A víz 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, így hat víz 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. A hidrát moláris tömege 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, a víz tömegszázaléka pedig (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Ugyanez az arány megjósolja, mit kell visszahagynia a melegítésnek. Ha a hidrát 3.500 g-ja elveszíti az összes vizét, a visszamaradó vízmentes CoCl₂ 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, a kiűzött víz pedig 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Négy értékes jegy indokolt, mert a minta tömege és minden moláris tömeg legalább négyet hordoz.

A képletet megváltoztató elnevezési hibák

A téves név téves anyag, ezért kezeljen minden nevet olyan képletként, amelyet ellenőrizhet. Egy ionos vegyület elnevezése után építse újra a képletet a nevéből, és ellenőrizze, hogy a pozitív és a negatív töltések összege nulla. Egy molekuláris vegyület elnevezése után ellenőrizze, hogy minden előtag megfelel egy alsó indexnek.

A következő hibákat érdemes először keresni.

• Előtagok használata az ionos nevekben, például az MgCl₂ magnézium-diklorid néven emlegetése. A helyes név magnézium-klorid.
• A római szám alsó indexként olvasása. A vas(III)-oxid Fe₂O₃, nem Fe₃O.
• A szám kihagyása változó töltésű fémnél, vagy hozzáadása a nátriumhoz vagy a kalciumhoz.
• A szulfid (S²⁻), a szulfit (SO₃²⁻) és a szulfát (SO₄²⁻) összekeverése.
• Hidrogén-előtag hozzáadása egy oxosavhoz. A kénhidrogénsav H₂S(aq); a H₂SO₄ kénsav.
• Annak elnézése, hogy a higany(I) Hg₂²⁺ egységként létezik, így a higany(I)-klorid Hg₂Cl₂.