Именовање хемијских једињења: јонска, молекулска, киселине и хидрати

Избор система именовања на основу формуле

Погледајте шта формула садржи пре него што покушате да је именујете. Јонска једињења држе заједно наелектрисања, па њихови називи наводе јоне, а бројање остављају уравнотежењу наелектрисања. Молекулска једињења немају јонска наелектрисања за уравнотежење, па њихови називи морају да наведу број сваког атома грчким префиксима. Киселине имају своје називе јер се именују према томе како се понашају у води.

Прочитајте сваку формулу кроз следећи списак, редом, и станите на првом поклапању.

• Формула иза које следи тачка и вода, као што је ·5H₂O: хидрат. Именујте једињење, а затим додајте назив хидрата.
• Формула која почиње са H и написана је као водени раствор, (aq): киселина.
• Метал, или амонијум-јон NH₄⁺, у комбинацији са неметалима: јонско једињење.
• Само неметали, без амонијума: молекулско једињење које се именује префиксима.

Јонски називи и Стокови бројеви за променљива наелектрисања

Прво именујте катјон, па анјон. Једноатомни катјон задржава назив елемента (натријум, калцијум), а једноатомни анјон узима корен назива елемента плус наставак -ид (хлорид, оксид, нитрид). Јонски називи никада не користе префиксе као што су ди- или три- за бројање јона; индекси следе из наелектрисања, па би њихово навођење било сувишно.

Многи метали, посебно прелазни метали и калај и олово, граде више од једног катјона. За њих Стоков систем ставља оксидациони број метала, који је за једноатомни катјон једнак његовом наелектрисању, римским цифрама у загради: гвожђе(II) је Fe²⁺, а гвожђе(III) је Fe³⁺. Метали са само једним уобичајеним наелектрисањем не добијају римски број: метали 1. групе (+1), метали 2. групе (+2), алуминијум (+3), цинк (+2) и сребро (+1).

Решени пример: именујте Co₃(PO₄)₂. Фосфат је PO₄³⁻, па два фосфата носе 2 × (−3) = −6. Три јона кобалта морају дати збир +6, па је сваки +6 ÷ 3 = +2. Назив је кобалт(II)-фосфат. Приметите да је римски број наелектрисање једног јона, а не индекс.

Решени пример у обрнутом смеру: напишите формулу калај(IV)-сулфида. Калај(IV) је Sn⁴⁺, а сулфид је S²⁻. Најмањи целобројни однос који уравнотежује наелектрисање је један Sn⁴⁺ на сваки два S²⁻, јер је +4 + 2(−2) = 0. Формула је SnS₂.

Вишеатомски јони и образац -ат/-ит

Вишеатомски јон је група ковалентно везаних атома са укупним наелектрисањем. У јонском једињењу он задржава свој назив и формулу као јединица. Када формула захтева више од једног примерка вишеатомског јона, ставите га у заграду пре индекса: калцијум-нитрат је Ca(NO₃)₂, а не CaNO₃₂.

Многи оксоанјони долазе у фамилијама. -ат јон има један кисеоник више од -ит јона истог наелектрисања: сулфат је SO₄²⁻, а сулфит је SO₃²⁻. За фамилију хлора, пер- додаје још један кисеоник у односу на -ат, а хипо- одузима још један у односу на -ит. Додавање H⁺ анјону чини његово наелектрисање за једну јединицу мање негативним и додаје водоник у назив. Списак у наставку обухвата јоне које већина курсева опште хемије очекује да знате.

• Амонијум NH₄⁺, хидроксид OH⁻, цијанид CN⁻, пероксид O₂²⁻, ацетат CH₃COO⁻.
• Нитрат NO₃⁻, нитрит NO₂⁻; сулфат SO₄²⁻, сулфит SO₃²⁻, хидрогенсулфат HSO₄⁻.
• Карбонат CO₃²⁻, хидрогенкарбонат HCO₃⁻; фосфат PO₄³⁻, хидрогенфосфат HPO₄²⁻, дихидрогенфосфат H₂PO₄⁻.
• Перхлорат ClO₄⁻, хлорат ClO₃⁻, хлорит ClO₂⁻, хипохлорит ClO⁻ (оксоанјони брома и јода именују се на исти начин).
• Перманганат MnO₄⁻, хромат CrO₄²⁻, дихромат Cr₂O₇²⁻.

Префикси за бинарна молекулска једињења

За једињење два неметала, елемент који је у периодном систему даље лево углавном се именује први; ако су оба у истој групи, први је онај нижи. Други елемент добија наставак -ид. Традиционални називи неких једињења кисеоника са хлором, бромом и јодом крше овај образац именујући халоген први, као у дихлор-моноксиду, Cl₂O; IUPAC препоруке из 2005. уклањају овај изузетак и исто једињење зову кисеоник-дихлорид, OCl₂.

Грчки префикси дају број сваког атома: моно- (1), ди- (2), три- (3), тетра- (4), пента- (5), хекса- (6), хепта- (7), окта- (8), нона- (9) и дека- (10). Моно- се никада не користи за први елемент. Већина уџбеника испушта завршно а или о префикса испред оксида, дајући моноксид и пентоксид; IUPAC препоруке из 2005. задржавају самогласник осим у моноксиду, па ћете срести и називе као што је диазот-пентаоксид.

Решени пример: именујте P₄S₁₀. Оба елемента су неметали, па користите префиксе. Фосфор је даље лево, па долази први: тетрафосфор. Сумпор добија дека- и наставак -ид: декасулфид. Назив је тетрафосфор-декасулфид. У обрнутом смеру, диазот-триоксид је N₂O₃. Нека молекулска једињења познају се готово само по уобичајеним називима, као што су вода, амонијак и метан.

Називи киселина на основу њихових анјона

Назив киселине изводи се из анјона који остаје пошто се уклоне јони водоника. Ако анјон има наставак -ид, киселина се именује као корен + -оводонична киселина: HBr(aq) је бромоводонична киселина. Без присуства воде, HBr је молекулски гас који се зове водоник-бромид; назив киселине описује водени раствор.

За оксокиселине, -ат мења у -на киселина, а -ит у -аста киселина, и задржите сваки префикс пер- или хипо-. Називи оксокиселина никада не добијају наставак -оводонична. Нитрат даје азотну киселину, HNO₃; нитрит даје азотасту киселину, HNO₂; сулфат даје сумпорну киселину, H₂SO₄; фосфат даје фосфорну киселину, H₃PO₄.

Решени пример: именујте HIO₃ и напишите формулу хипобромасте киселине. Уклањањем H⁺ из HIO₃ остаје IO₃⁻, јодат, по аналогији са хлоратом. Наставак -ат постаје -на киселина, па је киселина јодна киселина. За хипобромасту киселину, наставак -аста и префикс хипо- указују на хипобромит, BrO⁻. Један H⁺ уравнотежује једно негативно наелектрисање, па је формула HBrO.

Хидрати: називи, формуле и проценат воде

Хидрат је чврста супстанца, обично јонско једињење, са молекулима воде уграђеним у кристал у сталном односу. Формула приказује воду иза централне тачке, а назив додаје префикс речи хидрат: CoCl₂·6H₂O је кобалт(II)-хлорид-хексахидрат. Загревање хидрата може истерати воду и оставити безводно једињење.

Решени пример: проценат воде у CoCl₂·6H₂O. Користите IUPAC стандардне атомске тежине заокружене на две децимале: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 и O 16.00 g/mol. Моларна маса CoCl₂ је 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Вода је 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, па шест вода чини 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Моларна маса хидрата је 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, а масени проценат воде је (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Исти однос предвиђа шта загревање треба да остави. Ако 3.500 g хидрата изгуби сву своју воду, преостали безводни CoCl₂ је 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, а истерана вода је 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Четири значајне цифре су оправдане јер маса узорка и свака моларна маса имају бар четири.

Грешке у именовању које мењају формулу

Погрешан назив је погрешна супстанца, па сваки назив третирајте као формулу коју можете проверити. Након именовања јонског једињења, поново саставите формулу из свог назива и потврдите да позитивна и негативна наелектрисања дају збир нула. Након именовања молекулског једињења, потврдите да сваки префикс одговара индексу.

Следеће грешке су оне које прво треба тражити.

• Коришћење префикса у јонским називима, као што је називање MgCl₂ магнезијум-дихлорид. Исправан назив је магнезијум-хлорид.
• Читање римског броја као индекса. Гвожђе(III)-оксид је Fe₂O₃, а не Fe₃O.
• Изостављање римског броја за метал променљивог наелектрисања, или његово додавање за натријум или калцијум.
• Мешање сулфида (S²⁻), сулфита (SO₃²⁻) и сулфата (SO₄²⁻).
• Додавање наставка -оводонична оксокиселини. Сумпороводонична киселина је H₂S(aq); H₂SO₄ је сумпорна киселина.
• Превиђање да жива(I) постоји као јединица Hg₂²⁺, па је жива(I)-хлорид Hg₂Cl₂.