Denumirea compușilor chimici: ionici, moleculari, acizi și hidrați

Alegerea sistemului de denumire pornind de la formulă

Privește ce conține formula înainte de a încerca să o denumești. Compușii ionici sunt ținuți laolaltă de sarcini, deci denumirile lor indică ionii și lasă numărătoarea în seama echilibrului sarcinilor. Compușii moleculari nu au sarcini ionice de echilibrat, deci denumirile lor trebuie să precizeze numărul fiecărui atom prin prefixe grecești. Acizii au denumiri proprii, deoarece sunt denumiți după comportamentul lor în apă.

Citește fiecare formulă prin lista de verificare de mai jos, în ordine, și oprește-te la prima potrivire.

• Formulă urmată de un punct și apă, precum ·5H₂O: un hidrat. Denumește compusul, apoi adaugă termenul de hidrat.
• Formulă care începe cu H și este scrisă ca soluție apoasă, (aq): un acid.
• Un metal sau ionul amoniu NH₄⁺ combinat cu nemetale: un compus ionic.
• Doar nemetale, fără amoniu: un compus molecular denumit cu prefixe.

Denumiri ionice și numere Stock pentru sarcini variabile

În română, denumirea ionică începe cu anionul, urmat de „de” și cationul; aici ordinea englezească „cation, apoi anion” se inversează. Un cation monoatomic păstrează numele elementului (sodiu, calciu), iar un anion monoatomic ia rădăcina numelui elementului plus terminația -ură (clorură, nitrură; oxid pentru oxigen). Denumirile ionice nu folosesc niciodată prefixe precum di- sau tri- pentru a număra ionii; indicii rezultă din sarcini, deci enunțarea lor ar fi redundantă.

Multe metale, în special metalele tranziționale, staniul și plumbul, formează mai mult de un cation. Pentru acestea, sistemul Stock pune numărul de oxidare al metalului, care pentru un cation monoatomic este egal cu sarcina sa, în cifre romane între paranteze: fier(II) este Fe²⁺, iar fier(III) este Fe³⁺. Metalele cu o singură sarcină obișnuită nu primesc cifră romană: metalele din grupa 1 (+1), metalele din grupa 2 (+2), aluminiul (+3), zincul (+2) și argintul (+1).

Exemplu rezolvat: denumește Co₃(PO₄)₂. Fosfatul este PO₄³⁻, deci doi fosfați poartă 2 × (−3) = −6. Cei trei ioni de cobalt trebuie să însumeze +6, deci fiecare este +6 ÷ 3 = +2. Denumirea este fosfat de cobalt(II). Observă că numărul roman este sarcina unui ion, nu indicele.

Exemplu rezolvat în sens invers: scrie formula sulfurii de staniu(IV). Staniul(IV) este Sn⁴⁺, iar sulfura este S²⁻. Cel mai mic raport de numere întregi care echilibrează sarcina este un Sn⁴⁺ la doi S²⁻, deoarece +4 + 2(−2) = 0. Formula este SnS₂.

Ionii poliatomici și tiparul -at/-it

Un ion poliatomic este un grup de atomi legați covalent, cu o sarcină totală. El își păstrează numele și formula ca unitate într-un compus ionic. Când o formulă are nevoie de mai multe exemplare ale unui ion poliatomic, cuprinde-l între paranteze înaintea indicelui: azotatul de calciu este Ca(NO₃)₂, nu CaNO₃₂.

Mulți oxianioni vin în familii. Ionul cu terminația -at are un oxigen în plus față de ionul cu terminația -it de aceeași sarcină: sulfatul este SO₄²⁻, iar sulfitul este SO₃²⁻. Pentru familia clorului, per- adaugă încă un oxigen față de -at, iar hipo- scoate încă unul față de -it. Adăugarea lui H⁺ la un anion face sarcina lui cu o unitate mai puțin negativă și adaugă hidrogen în denumire. Lista de mai jos cuprinde ionii pe care majoritatea cursurilor de chimie generală se așteaptă să-i cunoști.

• Amoniu NH₄⁺, hidroxid OH⁻, cianură CN⁻, peroxid O₂²⁻, acetat CH₃COO⁻.
• Azotat NO₃⁻, azotit NO₂⁻; sulfat SO₄²⁻, sulfit SO₃²⁻, hidrogenosulfat HSO₄⁻.
• Carbonat CO₃²⁻, hidrogenocarbonat HCO₃⁻; fosfat PO₄³⁻, hidrogenofosfat HPO₄²⁻, dihidrogenofosfat H₂PO₄⁻.
• Perclorat ClO₄⁻, clorat ClO₃⁻, clorit ClO₂⁻, hipoclorit ClO⁻ (oxianionii bromului și iodului se denumesc la fel).
• Permanganat MnO₄⁻, cromat CrO₄²⁻, dicromat Cr₂O₇²⁻.

Prefixe pentru compușii moleculari binari

Pentru un compus a două nemetale, în română se numește mai întâi elementul mai electronegativ, cu terminația -ură (sau oxid), urmat de „de” și de celălalt element; în engleză ordinea este inversă și începe cu elementul aflat mai la stânga în tabelul periodic. Dacă ambele elemente sunt în aceeași grupă, elementul de jos este cel mai puțin electronegativ. Denumirile tradiționale ale unor compuși ai oxigenului cu clorul, bromul și iodul încalcă tiparul englezesc numind mai întâi halogenul, ca în dichlorine monoxide, Cl₂O (monoxid de diclor); recomandările IUPAC din 2005 elimină această excepție și denumesc același compus oxygen dichloride, OCl₂ (diclorură de oxigen).

Prefixele grecești indică numărul fiecărui atom: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6), hepta- (7), octa- (8), nona- (9) și deca- (10). Mono- nu se folosește niciodată la primul element. Majoritatea manualelor elimină vocala finală a unui prefix înaintea lui oxid, rezultând monoxid și pentoxid; recomandările IUPAC din 2005 păstrează vocala, cu excepția lui monoxid, așa că vei întâlni și denumiri precum pentaoxid de diazot.

Exemplu rezolvat: denumește P₄S₁₀. Ambele elemente sunt nemetale, deci folosește prefixe. Sulful este elementul mai electronegativ, deci apare primul: decasulfură. Fosforul urmează cu prefixul tetra-: tetrafosfor. Denumirea este decasulfură de tetrafosfor. În sens invers, trioxidul de diazot este N₂O₃. Unii compuși moleculari sunt cunoscuți aproape numai prin denumiri uzuale, precum apa, amoniacul și metanul.

Denumirile acizilor după anionii lor

Denumirea unui acid derivă din anionul care rămâne după îndepărtarea ionilor de hidrogen. Dacă anionul se termină în -ură, acidul se denumește acid + rădăcină + -hidric: HBr(aq) este acidul bromhidric. Fără apă, HBr este un gaz molecular numit bromură de hidrogen; denumirea acidului descrie soluția apoasă.

Pentru oxiacizi, schimbă -at în -ic și -it în -os și păstrează orice prefix per- sau hipo-. Denumirile oxiacizilor nu primesc niciodată terminația -hidric. Azotatul dă acidul azotic, HNO₃; azotitul dă acidul azotos, HNO₂; sulfatul dă acidul sulfuric, H₂SO₄; fosfatul dă acidul fosforic, H₃PO₄.

Exemplu rezolvat: denumește HIO₃ și scrie formula acidului hipobromos. Îndepărtarea lui H⁺ din HIO₃ lasă IO₃⁻, iodat, prin analogie cu cloratul. Terminația -at devine -ic, deci acidul este acidul iodic. Pentru acidul hipobromos, terminația -os și prefixul hipo- indică hipobromit, BrO⁻. Un H⁺ echilibrează o sarcină negativă, deci formula este HBrO.

Hidrații: denumiri, formule și procentul de apă

Un hidrat este un solid, de obicei un compus ionic, cu molecule de apă încorporate în cristalul său într-un raport fix. Formula arată apa după un punct centrat, iar denumirea adaugă un prefix la cuvântul hidrat: CoCl₂·6H₂O este clorură de cobalt(II) hexahidrat. Încălzirea unui hidrat poate elimina apa și poate lăsa compusul anhidru.

Exemplu rezolvat: procentul de apă din CoCl₂·6H₂O. Folosește masele atomice standard IUPAC rotunjite la două zecimale: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 și O 16.00 g/mol. Masa molară a CoCl₂ este 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Apa are 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, deci șase molecule de apă înseamnă 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Masa molară a hidratului este 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, iar procentul de masă al apei este (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Același raport prezice ce ar trebui să rămână după încălzire. Dacă 3.500 g de hidrat pierd toată apa, CoCl₂ anhidru rămas este 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, iar apa eliminată este 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Patru cifre semnificative sunt justificate, deoarece masa probei și fiecare masă molară au cel puțin patru.

Erori de denumire care schimbă formula

O denumire greșită înseamnă o substanță greșită, deci tratează fiecare denumire ca pe o formulă pe care o poți verifica. După ce denumești un compus ionic, reconstruiește formula din denumirea ta și confirmă că sarcinile pozitive și negative însumează zero. După ce denumești un compus molecular, confirmă că fiecare prefix corespunde unui indice.

Următoarele erori sunt cele pe care să le cauți mai întâi.

• Folosirea prefixelor în denumirile ionice, de exemplu numirea MgCl₂ diclorură de magneziu. Denumirea corectă este clorură de magneziu.
• Citirea numărului roman ca indice. Oxidul de fier(III) este Fe₂O₃, nu Fe₃O.
• Omiterea numărului roman pentru un metal cu sarcină variabilă sau adăugarea unuia pentru sodiu sau calciu.
• Confundarea sulfurii (S²⁻), sulfitului (SO₃²⁻) și sulfatului (SO₄²⁻).
• Adăugarea terminației -hidric la un oxiacid. Acidul sulfhidric este H₂S(aq); H₂SO₄ este acidul sulfuric.
• Ratarea faptului că mercurul(I) există ca unitatea Hg₂²⁺, deci clorura de mercur(I) este Hg₂Cl₂.