Navngiving av kjemiske forbindelser: ioniske, molekylære, syrer og hydrater

Å velge navnesystem ut fra formelen

Se på hva formelen inneholder før du prøver å navngi den. Ioniske forbindelser holdes sammen av ladninger, så navnene deres oppgir ionene og overlater tellingen til ladningsbalansen. Molekylforbindelser har ingen ioniske ladninger å balansere, så navnene deres må oppgi antallet av hvert atom med greske prefikser. Syrer har egne navn fordi de navngis etter hvordan de oppfører seg i vann.

Les hver formel gjennom sjekklisten nedenfor, i rekkefølge, og stopp ved første treff.

• Formel etterfulgt av en prikk og vann, som ·5H₂O: et hydrat. Navngi forbindelsen og legg deretter til hydratleddet.
• Formel som begynner med H og er skrevet som en vandig løsning, (aq): en syre.
• Et metall, eller ammoniumionet NH₄⁺, kombinert med ikke-metaller: en ionisk forbindelse.
• Bare ikke-metaller, uten ammonium: en molekylforbindelse som navngis med prefikser.

Ioniske navn og romertall for variable ladninger

Navngi kationet først og deretter anionet. Et enatomig kation beholder grunnstoffnavnet (natrium, kalsium), og et enatomig anion får roten av grunnstoffnavnet pluss -id (klorid, oksid, nitrid). Ioniske navn bruker aldri prefikser som di- eller tri- for å telle ionene; indeksene følger av ladningene, så det ville vært overflødig å oppgi dem.

Mange metaller, særlig overgangsmetaller samt tinn og bly, danner mer enn ett kation. For disse setter Stock-systemet metallets oksidasjonstall, som for et enatomig kation er lik ladningen, som romertall i parentes: jern(II) er Fe²⁺ og jern(III) er Fe³⁺. Metaller med bare én vanlig ladning får ikke noe romertall: metaller i gruppe 1 (+1), metaller i gruppe 2 (+2), aluminium (+3), sink (+2) og sølv (+1).

Regneeksempel: navngi Co₃(PO₄)₂. Fosfat er PO₄³⁻, så to fosfater har ladningen 2 × (−3) = −6. De tre koboltionene må til sammen ha +6, så hvert er +6 ÷ 3 = +2. Navnet er kobolt(II)fosfat. Legg merke til at romertallet er ladningen til ett ion, ikke indeksen.

Regneeksempel i motsatt retning: skriv formelen til tinn(IV)sulfid. Tinn(IV) er Sn⁴⁺ og sulfid er S²⁻. Det minste heltallsforholdet som balanserer ladningen er ett Sn⁴⁺ for hvert to S²⁻, siden +4 + 2(−2) = 0. Formelen er SnS₂.

Fleratomige ioner og -at/-itt-mønsteret

Et fleratomig ion er en gruppe kovalent bundne atomer med en samlet ladning. Det beholder navn og formel som en enhet inni en ionisk forbindelse. Når en formel trenger mer enn én kopi av et fleratomig ion, setter du det i parentes før indeksen: kalsiumnitrat er Ca(NO₃)₂, ikke CaNO₃₂.

Mange oksoanioner kommer i familier. -at-ionet har ett oksygen mer enn -itt-ionet med samme ladning: sulfat er SO₄²⁻ og sulfitt er SO₃²⁻. For klorfamilien legger per- til ett oksygen mer enn -at, og hypo- fjerner ett mer enn -itt. Å legge H⁺ til et anion gjør ladningen én enhet mindre negativ og legger hydrogen til navnet. Listen nedenfor dekker ionene de fleste kurs i generell kjemi forventer at du kan.

• Ammonium NH₄⁺, hydroksid OH⁻, cyanid CN⁻, peroksid O₂²⁻, acetat CH₃COO⁻.
• Nitrat NO₃⁻, nitritt NO₂⁻; sulfat SO₄²⁻, sulfitt SO₃²⁻, hydrogensulfat HSO₄⁻.
• Karbonat CO₃²⁻, hydrogenkarbonat HCO₃⁻; fosfat PO₄³⁻, hydrogenfosfat HPO₄²⁻, dihydrogenfosfat H₂PO₄⁻.
• Perklorat ClO₄⁻, klorat ClO₃⁻, kloritt ClO₂⁻, hypokloritt ClO⁻ (oksoanioner av brom og jod navngis på samme måte).
• Permanganat MnO₄⁻, kromat CrO₄²⁻, dikromat Cr₂O₇²⁻.

Prefikser for binære molekylforbindelser

For en forbindelse av to ikke-metaller navngis vanligvis grunnstoffet lengst til venstre i periodesystemet først; hvis begge står i samme gruppe, kommer det nederste først. Det andre grunnstoffet får endelsen -id. Tradisjonelle navn på noen forbindelser av oksygen med klor, brom og jod bryter dette mønsteret ved å navngi halogenet først, som i diklormonoksid, Cl₂O; IUPAC-anbefalingene fra 2005 fjerner dette unntaket og kaller den samme forbindelsen oksygendiklorid, OCl₂.

Greske prefikser angir antallet av hvert atom: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), heksa- (6), hepta- (7), okta- (8), nona- (9) og deka- (10). Mono- brukes aldri på det første grunnstoffet. De fleste lærebøker utelater den siste a-en eller o-en i et prefiks foran oksid, slik at det blir monoksid og pentoksid; IUPAC-anbefalingene fra 2005 beholder vokalen unntatt i monoksid, så du kan også se navn som dinitrogenpentaoksid.

Regneeksempel: navngi P₄S₁₀. Begge grunnstoffene er ikke-metaller, så bruk prefikser. Fosfor står lengst til venstre, så det kommer først: tetrafosfor. Svovel får deka- og endelsen -id: dekasulfid. Navnet er tetrafosfordekasulfid. Den andre veien er dinitrogentrioksid N₂O₃. Noen molekylforbindelser er nesten bare kjent under trivialnavn, som vann, ammoniakk og metan.

Syrenavn ut fra anionene

Navnet på en syre utledes av anionet som blir igjen når hydrogenionene er fjernet. Hvis anionet ender på -id, får syren navnet hydro- + rot + -syre: HBr(aq) er hydrobromsyre. Uten vann til stede er HBr en molekylær gass som heter hydrogenbromid; syrenavnet beskriver den vandige løsningen.

For oksosyrer endres -at til -syre og -itt til -syrling, og et eventuelt per- eller hypo-prefiks beholdes. Navn på oksosyrer får aldri prefikset hydro-. Nitrat gir salpetersyre, HNO₃; nitritt gir salpetersyrling, HNO₂; sulfat gir svovelsyre, H₂SO₄; fosfat gir fosforsyre, H₃PO₄.

Regneeksempel: navngi HIO₃ og skriv formelen til hypobromsyrling. Når H⁺ fjernes fra HIO₃, står IO₃⁻ igjen, jodat, etter analogi med klorat. Endelsen -at blir -syre, så syren er jodsyre. For hypobromsyrling peker endelsen -syrling og prefikset hypo- mot hypobromitt, BrO⁻. Ett H⁺ balanserer én negativ ladning, så formelen er HBrO.

Hydrater: navn, formler og masseprosent vann

Et hydrat er et fast stoff, vanligvis en ionisk forbindelse, med vannmolekyler bygget inn i krystallen i et fast forhold. Formelen viser vannet etter en midtstilt prikk, og navnet legger et prefiks foran ordet hydrat: CoCl₂·6H₂O er kobolt(II)klorid-heksahydrat. Oppvarming av et hydrat kan drive av vannet og etterlate den vannfrie forbindelsen.

Regneeksempel: prosent vann i CoCl₂·6H₂O. Bruk IUPACs standard atomvekter avrundet til to desimaler: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 og O 16.00 g/mol. Molar masse for CoCl₂ er 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Vann er 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, så seks vannmolekyler er 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Hydratets molare masse er 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, og masseprosenten vann er (108.12 ÷ 237.95) × 100 % = 45.44 %.

Det samme forholdet forutsier hva oppvarming skal etterlate. Hvis 3.500 g av hydratet mister alt vannet sitt, er det vannfrie CoCl₂ som blir igjen 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, og vannet som drives av er 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Fire gjeldende siffer er berettiget fordi prøvemassen og hver molare masse har minst fire.

Navnefeil som endrer formelen

Et galt navn er et galt stoff, så behandle hvert navn som en formel du kan kontrollere. Etter å ha navngitt en ionisk forbindelse bygger du formelen opp igjen fra navnet ditt og bekrefter at de positive og negative ladningene summerer seg til null. Etter å ha navngitt en molekylforbindelse bekrefter du at hvert prefiks svarer til en indeks.

Disse feilene bør du se etter først.

• Å bruke prefikser i ioniske navn, som å kalle MgCl₂ magnesiumdiklorid. Det riktige navnet er magnesiumklorid.
• Å lese romertallet som en indeks. Jern(III)oksid er Fe₂O₃, ikke Fe₃O.
• Å utelate romertallet for et metall med variabel ladning, eller å sette på et for natrium eller kalsium.
• Å forveksle sulfid (S²⁻), sulfitt (SO₃²⁻) og sulfat (SO₄²⁻).
• Å sette hydro- foran en oksosyre. Hydrosulfidsyre er H₂S(aq); H₂SO₄ er svovelsyre.
• Å overse at kvikksølv(I) finnes som enheten Hg₂²⁺, slik at kvikksølv(I)klorid er Hg₂Cl₂.