Poimenovanje kemijskih spojin: ionske, molekulske, kisline in hidrati

Izbira sistema poimenovanja iz formule

Preden poskusite formulo poimenovati, poglejte, kaj vsebuje. Ionske spojine drži skupaj naboj, zato njihova imena navajajo ione, štetje pa prepustijo uravnoteženju naboja. Molekulske spojine nimajo ionskih nabojev za uravnoteženje, zato morajo njihova imena navajati število vsakega atoma z grškimi predponami. Kisline imajo svoja imena, ker so poimenovane po tem, kako se obnašajo v vodi.

Preberite vsako formulo po spodnjem seznamu, po vrsti, in se ustavite pri prvem ujemanju.

• Formula, ki ji sledita pika in voda, kot ·5H₂O: hidrat. Poimenujte spojino in nato dodajte izraz za hidrat.
• Formula, ki se začne s H in je zapisana kot vodna raztopina, (aq): kislina.
• Kovina ali amonijev ion NH₄⁺ v kombinaciji z nekovinami: ionska spojina.
• Samo nekovine, brez amonija: molekulska spojina, poimenovana s predponami.

Ionska imena in Stockova števila za spremenljive naboje

Najprej poimenujte kation, nato anion. Enoatomni kation je poimenovan po elementu v obliki svojilnega pridevnika (natrijev, kalcijev), enoatomni anion pa dobi koren imena elementa in končnico -id (klorid, oksid, nitrid). Ionska imena nikoli ne uporabljajo predpon, kot sta di- ali tri-, za štetje ionov; indeksi izhajajo iz nabojev, zato bi njihovo navajanje bilo odvečno.

Mnoge kovine, zlasti prehodne kovine ter kositer in svinec, tvorijo več kot en kation. Za te Stockov sistem v oklepaju z rimskimi številkami navede oksidacijsko število kovine, ki je pri enoatomnem kationu enako njegovemu naboju: železo(II) je Fe²⁺ in železo(III) je Fe³⁺. Kovine z le enim pogostim nabojem rimskega števila ne dobijo: kovine skupine 1 (+1), kovine skupine 2 (+2), aluminij (+3), cink (+2) in srebro (+1).

Rešen primer: poimenujte Co₃(PO₄)₂. Fosfat je PO₄³⁻, zato dva fosfata nosita 2 × (−3) = −6. Trije kobaltovi ioni morajo skupaj znašati +6, zato je vsak +6 ÷ 3 = +2. Ime je kobaltov(II) fosfat. Upoštevajte, da je rimsko število naboj enega iona, ne indeks.

Rešen primer v obratni smeri: zapišite formulo kositrovega(IV) sulfida. Kositer(IV) je Sn⁴⁺ in sulfid je S²⁻. Najmanjše celoštevilsko razmerje, ki uravnoteži naboj, je en Sn⁴⁺ na vsaka dva S²⁻, ker je +4 + 2(−2) = 0. Formula je SnS₂.

Večatomni ioni in vzorec -at/-it

Večatomni ion je skupina kovalentno vezanih atomov s skupnim nabojem. V ionski spojini ohrani svoje ime in formulo kot enota. Kadar formula potrebuje več kot en izvod večatomnega iona, ga pred indeksom vključite v oklepaje: kalcijev nitrat je Ca(NO₃)₂, ne CaNO₃₂.

Mnogi oksianioni nastopajo v družinah. Ion -at ima en kisik več kot ion -it z istim nabojem: sulfat je SO₄²⁻ in sulfit je SO₃²⁻. Pri družini klora per- doda še en kisik več kot -at, hipo- pa odvzame še enega več kot -it. Dodajanje H⁺ anionu naredi njegov naboj za eno enoto manj negativen in imenu doda hidrogen. Spodnji seznam zajema ione, ki jih večina tečajev splošne kemije pričakuje, da jih poznate.

• Amonij NH₄⁺, hidroksid OH⁻, cianid CN⁻, peroksid O₂²⁻, acetat CH₃COO⁻.
• Nitrat NO₃⁻, nitrit NO₂⁻; sulfat SO₄²⁻, sulfit SO₃²⁻, hidrogensulfat HSO₄⁻.
• Karbonat CO₃²⁻, hidrogenkarbonat HCO₃⁻; fosfat PO₄³⁻, hidrogenfosfat HPO₄²⁻, dihidrogenfosfat H₂PO₄⁻.
• Perklorat ClO₄⁻, klorat ClO₃⁻, klorit ClO₂⁻, hipoklorit ClO⁻ (oksianione broma in joda imenujemo enako).
• Permanganat MnO₄⁻, kromat CrO₄²⁻, dikromat Cr₂O₇²⁻.

Predpone za binarne molekulske spojine

Pri spojini dveh nekovin je element, ki je v periodnem sistemu bolj levo, na splošno poimenovan prvi; če sta oba v isti skupini, pride prvi spodnji. Drugi element dobi končnico -id. Tradicionalna imena nekaterih spojin kisika s klorom, bromom in jodom to vzorec prekinjajo tako, da halogen poimenujejo prvi, kot pri diklorovem monoksidu, Cl₂O; priporočila IUPAC iz leta 2005 to izjemo odpravljajo in isto spojino imenujejo kisikov diklorid, OCl₂.

Grške predpone podajajo število vsakega atoma: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), heksa- (6), hepta- (7), okta- (8), nona- (9) in deka- (10). Mono- se na prvem elementu nikoli ne uporablja. Večina učbenikov pred oksidom izpusti končni a ali o predpone, tako da nastaneta monoksid in pentoksid; priporočila IUPAC iz leta 2005 samoglasnik ohranjajo razen pri monoksidu, zato boste videli tudi imena, kot je didušikov pentaoksid.

Rešen primer: poimenujte P₄S₁₀. Oba elementa sta nekovini, zato uporabite predpone. Fosfor je bolj levo, zato je prvi: tetrafosforjev. Žveplo dobi deka- in končnico -id: dekasulfid. Ime je tetrafosforjev dekasulfid. V nasprotni smeri je didušikov trioksid N₂O₃. Nekatere molekulske spojine so znane skoraj samo po splošnih imenih, kot so voda, amoniak in metan.

Imena kislin iz njihovih anionov

Ime kisline izhaja iz aniona, ki ostane po odstranitvi vodikovih ionov. Če se anion konča na -id, se kislina imenuje s korenom elementa in končnico -ovodikova kislina: HBr(aq) je bromovodikova kislina. Brez prisotne vode je HBr molekulski plin z imenom bromovodik; ime kisline opisuje vodno raztopino.

Pri kisikovih kislinah -at spremenite v -ova kislina in -it v -asta kislina, predponi per- ali hipo- pa ohranite. Imena kisikovih kislin nikoli ne uporabljajo oblike -ovodikova. Nitrat da dušikovo kislino, HNO₃; nitrit da dušikasto kislino, HNO₂; sulfat da žveplovo kislino, H₂SO₄; fosfat da fosforjevo kislino, H₃PO₄.

Rešen primer: poimenujte HIO₃ in zapišite formulo hipobromaste kisline. Odstranitev H⁺ iz HIO₃ pusti IO₃⁻, jodat, po analogiji s kloratom. Končnica -at postane -ova kislina, zato je kislina jodova kislina. Pri hipobromasti kislini končnica -asta in predpona hipo- kažeta na hipobromit, BrO⁻. En H⁺ uravnoteži en negativen naboj, zato je formula HBrO.

Hidrati: imena, formule in odstotek vode

Hidrat je trdna snov, običajno ionska spojina, z molekulami vode, vgrajenimi v kristal v stalnem razmerju. Formula prikazuje vodo za pikami na sredini, ime pa besedi hidrat doda predpono: CoCl₂·6H₂O je kobaltov(II) klorid heksahidrat. Segrevanje hidrata lahko izžene vodo in pusti brezvodno spojino.

Rešen primer: odstotek vode v CoCl₂·6H₂O. Uporabite IUPAC standardne atomske mase, zaokrožene na dve decimalki: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 in O 16.00 g/mol. Molska masa CoCl₂ je 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Voda je 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, zato šest molekul vode znaša 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Molska masa hidrata je 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, masni odstotek vode pa je (108.12 ÷ 237.95) × 100 % = 45.44 %.

Isto razmerje napove, kaj naj ostane po segrevanju. Če 3.500 g hidrata izgubi vso vodo, je preostali brezvodni CoCl₂ 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, izgnana voda pa je 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Štiri veljavne števke so upravičene, ker imata masa vzorca in vsaka molska masa vsaj štiri.

Napake pri poimenovanju, ki spremenijo formulo

Napačno ime je napačna snov, zato vsako ime obravnavajte kot formulo, ki jo lahko preverite. Po poimenovanju ionske spojine iz svojega imena ponovno zgradite formulo in potrdite, da se pozitivni in negativni naboji seštejejo v nič. Po poimenovanju molekulske spojine potrdite, da vsaka predpona ustreza indeksu.

Naslednje napake so tiste, ki jih iščite najprej.

• Uporaba predpon v ionskih imenih, na primer poimenovanje MgCl₂ kot magnezijev diklorid. Pravilno ime je magnezijev klorid.
• Branje rimskega števila kot indeksa. Železov(III) oksid je Fe₂O₃, ne Fe₃O.
• Izpuščanje rimskega števila pri kovini s spremenljivim nabojem ali dodajanje pri natriju ali kalciju.
• Zamenjevanje sulfida (S²⁻), sulfita (SO₃²⁻) in sulfata (SO₄²⁻).
• Dodajanje oblike -ovodikova kisikovi kislini. Žveplovodikova kislina je H₂S(aq); H₂SO₄ je žveplova kislina.
• Spregled, da živo srebro(I) obstaja kot enota Hg₂²⁺, zato je živosrebrov(I) klorid Hg₂Cl₂.