Názvoslovie chemických zlúčenín: iónové, molekulové, kyseliny a hydráty

Výber sústavy pomenovania podľa vzorca

Skôr než sa pokúsite zlúčeninu pomenovať, pozrite sa, čo vzorec obsahuje. Iónové zlúčeniny držia pohromade náboje, takže ich názvy uvádzajú ióny a počítanie nechávajú na vyváženie nábojov. Molekulové zlúčeniny nemajú iónové náboje na vyváženie, takže ich názvy musia udávať počet každého atómu pomocou gréckych predpôn. Kyseliny majú vlastné názvy, pretože sa pomenúvajú podľa toho, ako sa správajú vo vode.

Prejdite každý vzorec nasledujúcim zoznamom v poradí a zastavte sa pri prvej zhode.

• Vzorec nasledovaný bodkou a vodou, ako ·5H₂O: hydrát. Pomenujte zlúčeninu a potom pridajte výraz pre hydrát.
• Vzorec, ktorý začína H a je zapísaný ako vodný roztok, (aq): kyselina.
• Kov alebo amónny ión NH₄⁺ v kombinácii s nekovmi: iónová zlúčenina.
• Len nekovy, bez amónneho iónu: molekulová zlúčenina pomenovaná pomocou predpôn.

Iónové názvy a Stockove čísla pre premenlivé náboje

Najprv pomenujte katión, potom anión. Jednoatómový katión si ponecháva názov prvku (sodík, vápnik) a jednoatómový anión dostane koreň názvu prvku s príponou -id (chlorid, oxid, nitrid). Iónové názvy nikdy nepoužívajú predpony ako di- alebo tri- na počítanie iónov; indexy vyplývajú z nábojov, takže ich uvádzanie by bolo nadbytočné.

Mnohé kovy, najmä prechodné kovy, cín a olovo, tvoria viac než jeden katión. Pre ne Stockova sústava uvádza oxidačné číslo kovu, ktoré sa pri jednoatómovom katióne rovná jeho náboju, rímskou číslicou v zátvorke: železo(II) je Fe²⁺ a železo(III) je Fe³⁺. Kovy iba s jedným bežným nábojom číslicu nedostávajú: kovy 1. skupiny (+1), kovy 2. skupiny (+2), hliník (+3), zinok (+2) a striebro (+1).

Riešený príklad: pomenujte Co₃(PO₄)₂. Fosforečnan je PO₄³⁻, takže dva fosforečnany nesú 2 × (−3) = −6. Tri ióny kobaltu musia mať spolu +6, takže každý je +6 ÷ 3 = +2. Názov je fosforečnan kobaltnatý (kobalt(II)). Všimnite si, že rímska číslica je náboj jedného iónu, nie index.

Riešený príklad opačným smerom: napíšte vzorec sulfidu cínu(IV). Cín(IV) je Sn⁴⁺ a sulfid je S²⁻. Najmenší celočíselný pomer, ktorý vyvážuje náboj, je jeden Sn⁴⁺ na dva S²⁻, pretože +4 + 2(−2) = 0. Vzorec je SnS₂.

Viacatómové ióny a vzor -an/-itan

Viacatómový ión je skupina kovalentne viazaných atómov s celkovým nábojom. Vnútri iónovej zlúčeniny si zachováva názov a vzorec ako jednotka. Keď vzorec potrebuje viac než jednu kópiu viacatómového iónu, uzavrite ho pred indexom do zátvoriek: dusičnan vápenatý je Ca(NO₃)₂, nie CaNO₃₂.

Mnohé oxoanióny tvoria rodiny. Anión s vyšším oxidačným číslom centrálneho atómu (-an) má o jeden kyslík viac než anión s nižším (-itan) s rovnakým nábojom: síran je SO₄²⁻ a siričitan SO₃²⁻. V rodine chlóru má chloristan o jeden kyslík viac než chlorečnan a chlórnan o jeden kyslík menej než chloritan. Pridaním H⁺ k aniónu sa jeho náboj stane o jednu jednotku menej záporným a do názvu pribudne hydrogén. Zoznam nižšie pokrýva ióny, ktoré väčšina kurzovo všeobecnej chémie očakáva, že poznáte.

• Amónny ión NH₄⁺, hydroxid OH⁻, kyanid CN⁻, peroxid O₂²⁻, octan CH₃COO⁻.
• Dusičnan NO₃⁻, dusitan NO₂⁻; síran SO₄²⁻, siričitan SO₃²⁻, hydrogensíran HSO₄⁻.
• Uhličitan CO₃²⁻, hydrogenuhličitan HCO₃⁻; fosforečnan PO₄³⁻, hydrogenfosforečnan HPO₄²⁻, dihydrogenfosforečnan H₂PO₄⁻.
• Chloristan ClO₄⁻, chlorečnan ClO₃⁻, chloritan ClO₂⁻, chlórnan ClO⁻ (oxoanióny brómu a jódu sa pomenúvajú rovnako).
• Manganistan MnO₄⁻, chróman CrO₄²⁻, dichróman Cr₂O₇²⁻.

Predpony pre binárne molekulové zlúčeniny

Pri zlúčenine dvoch nekovov sa prvok viac vľavo v periodickej tabuľke vo všeobecnosti uvádza ako prvý (v názve v genitíve); ak sú oba v rovnakej skupine, prvý je ten nižšie. Druhý prvok dostane koncovku -id. Tradičné názvy niektorých zlúčenín kyslíka s chlórom, brómom a jódom tento vzor porušujú tým, že halogén pomenúvajú ako prvý, ako pri oxide dichlórnom, Cl₂O; odporúčania IUPAC z roku 2005 túto výnimku odstraňujú a tú istú zlúčeninu nazývajú dichlorid kyslíka, OCl₂.

Grécke predpony udávajú počet každého atómu: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6), hepta- (7), okta- (8), nona- (9) a deka- (10). Predpona mono- sa na prvom prvku nikdy nepoužíva. Väčšina učebníc vypúšťa koncové a alebo o predpony pred oxid, takže vzniká monoxid a pentoxid; odporúčania IUPAC z roku 2005 samohlásku ponechávajú okrem monoxidu, takže sa stretnete aj s názvami ako pentaoxid didusíka.

Riešený príklad: pomenujte P₄S₁₀. Oba prvky sú nekovy, takže použite predpony. Fosfor je viac vľavo, takže je v názve uvedený v genitíve s predponou: tetrafosforu. Síra dostane predponu deka- a koncovku -id: dekasulfid. Názov je dekasulfid tetrafosforu. Opačným smerom je trioxid didusíka N₂O₃. Niektoré molekulové zlúčeniny sú známe takmer iba pod bežnými názvami, ako voda, amoniak a metán.

Názvy kyselín podľa ich aniónov

Názov kyseliny sa odvodzuje od aniónu, ktorý ostane po odstránení vodíkových iónov. Ak sa anión končí na -id, kyselina sa pomenuje koreň + -ovodíková kyselina: HBr(aq) je kyselina bromovodíková. Bez prítomnosti vody je HBr molekulový plyn s názvom bromovodík; názov kyseliny opisuje vodný roztok.

Pri oxokyselinách sa koncovka aniónu zmení na zodpovedajúcu koncovku kyseliny a rozlíšenie vyšších a nižších oxidačných stupňov sa zachová (kyselina chloristá, chlorečná, chloritá, chlórna). Názvy oxokyselín nikdy nemajú príponu -ovodíková. Dusičnan dáva kyselinu dusičnú, HNO₃; dusitan dáva kyselinu dusitú, HNO₂; síran dáva kyselinu sírovú, H₂SO₄; fosforečnan dáva kyselinu fosforečnú, H₃PO₄.

Riešený príklad: pomenujte HIO₃ a napíšte vzorec kyseliny brómnej. Odstránením H⁺ z HIO₃ ostane IO₃⁻, jodičnan, analogicky k chlorečnanu. Koncovka aniónu sa zmení na koncovku kyseliny, takže kyselina je kyselina jodičná. Pri kyseline brómnej názov ukazuje na brómnan, BrO⁻. Jedno H⁺ vyvažuje jeden záporný náboj, takže vzorec je HBrO.

Hydráty: názvy, vzorce a percento vody

Hydrát je pevná látka, zvyčajne iónová zlúčenina, s molekulami vody zabudovanými v kryštáli v pevnom pomere. Vzorec ukazuje vodu za centrovanou bodkou a názov pridáva predponu k slovu hydrát: CoCl₂·6H₂O je hexahydrát chloridu kobaltnatého. Zahrievaním hydrátu možno vodu vyhnať a ponechať bezvodú zlúčeninu.

Riešený príklad: percento vody v CoCl₂·6H₂O. Použite štandardné atómové hmotnosti IUPAC zaokrúhlené na dve desatinné miesta: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 a O 16.00 g/mol. Molárna hmotnosť CoCl₂ je 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Voda je 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, takže šesť vôd je 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Molárna hmotnosť hydrátu je 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol a hmotnostné percento vody je (108.12 ÷ 237.95) × 100 % = 45.44 %.

Rovnaký pomer predpovedá, čo má zahrievanie zanechať. Ak 3.500 g hydrátu stratí všetku vodu, zostávajúci bezvodý CoCl₂ je 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g a vyhnaná voda je 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Štyri platné číslice sú opodstatnené, pretože hmotnosť vzorky aj každá molárna hmotnosť majú aspoň štyri.

Chyby v pomenovaní, ktoré menia vzorec

Nesprávny názov je nesprávna látka, preto každý názov považujte za vzorec, ktorý možno skontrolovať. Po pomenovaní iónovej zlúčeniny zostavte vzorec zo svojho názvu späť a overte, že kladné a záporné náboje dávajú súčet nula. Po pomenovaní molekulovej zlúčeniny overte, že každá predpona zodpovedá indexu.

Nasledujúce chyby si všímajte ako prvé.

• Používanie predpôn v iónových názvoch, napríklad nazvať MgCl₂ dichlorid horečnatý. Správny názov je chlorid horečnatý.
• Čítanie rímskej číslice ako indexu. Oxid železitý (železo(III)) je Fe₂O₃, nie Fe₃O.
• Vynechanie číslice pri kove s premenlivým nábojom, alebo jej pridanie pri sodíku či vápniku.
• Zamieňanie sulfidu (S²⁻), siričitanu (SO₃²⁻) a síranu (SO₄²⁻).
• Pridávanie predpony alebo prípony -ovodíková k oxokyseline. Kyselina sírovodíková je H₂S(aq); H₂SO₄ je kyselina sírová.
• Prehliadnutie, že ortuť(I) existuje ako jednotka Hg₂²⁺, takže chlorid ortuťný (ortuť(I)) je Hg₂Cl₂.