Namngivning av kemiska föreningar: joniska, molekylära, syror och hydrat

Att välja namnsystem utifrån formeln

Titta på vad formeln innehåller innan du försöker namnge den. Joniska föreningar hålls samman av laddningar, så deras namn anger jonerna och överlåter räknandet åt laddningsbalansen. Molekylära föreningar har inga joniska laddningar att balansera, så deras namn måste ange antalet av varje atom med grekiska prefix. Syror har egna namn eftersom de benämns efter hur de beter sig i vatten.

Läs varje formel genom checklistan nedan, i ordning, och stanna vid den första träffen.

• Formel följd av en punkt och vatten, som ·5H₂O: ett hydrat. Namnge föreningen och lägg sedan till hydrattermen.
• Formel som börjar med H och skrivs som vattenlösning, (aq): en syra.
• En metall, eller ammoniumjonen NH₄⁺, kombinerad med icke-metaller: en jonförening.
• Enbart icke-metaller, utan ammonium: en molekylär förening som namnges med prefix.

Joniska namn och Stock-tal för varierande laddning

Namnge katjonen först och sedan anjonen. En enatomig katjon behåller grundämnets namn (natrium, kalcium), och en enatomig anjon får grundämnesnamnets stam plus -id (klorid, oxid, nitrid). Joniska namn använder aldrig prefix som di- eller tri- för att räkna jonerna; indexen följer av laddningarna, så att ange dem vore överflödigt.

Många metaller, särskilt övergångsmetaller samt tenn och bly, bildar mer än en katjon. För dessa sätter Stock-systemet metallens oxidationstal, som för en enatomig katjon är lika med dess laddning, med romerska siffror inom parentes: järn(II) är Fe²⁺ och järn(III) är Fe³⁺. Metaller med bara en vanlig laddning får ingen siffra: metaller i grupp 1 (+1), metaller i grupp 2 (+2), aluminium (+3), zink (+2) och silver (+1).

Räkneexempel: namnge Co₃(PO₄)₂. Fosfat är PO₄³⁻, så två fosfater har laddningen 2 × (−3) = −6. De tre koboltjonerna måste summera till +6, så var och en är +6 ÷ 3 = +2. Namnet är kobolt(II)fosfat. Observera att den romerska siffran är laddningen hos en jon, inte indexet.

Räkneexempel baklänges: skriv formeln för tenn(IV)sulfid. Tenn(IV) är Sn⁴⁺ och sulfid är S²⁻. Det minsta heltalsförhållande som balanserar laddningen är en Sn⁴⁺ för varje två S²⁻, eftersom +4 + 2(−2) = 0. Formeln är SnS₂.

Flervärda joner och mönstret -at/-it

En flervärd jon är en grupp kovalent bundna atomer med en total laddning. Den behåller sitt namn och sin formel som en enhet i en jonförening. När en formel behöver mer än en kopia av en flervärd jon, sätt den inom parentes före indexet: kalciumnitrat är Ca(NO₃)₂, inte CaNO₃₂.

Många oxoanjoner förekommer i familjer. -at-jonen har ett syre mer än -it-jonen med samma laddning: sulfat är SO₄²⁻ och sulfit är SO₃²⁻. För klorfamiljen lägger per- till ytterligare ett syre jämfört med -at, och hypo- tar bort ytterligare ett jämfört med -it. Att lägga till H⁺ till en anjon gör dess laddning en enhet mindre negativ och lägger till väte i namnet. Listan nedan omfattar de joner som de flesta kurser i allmän kemi förväntar att du kan.

• Ammonium NH₄⁺, hydroxid OH⁻, cyanid CN⁻, peroxid O₂²⁻, acetat CH₃COO⁻.
• Nitrat NO₃⁻, nitrit NO₂⁻; sulfat SO₄²⁻, sulfit SO₃²⁻, vätesulfat HSO₄⁻.
• Karbonat CO₃²⁻, vätekarbonat HCO₃⁻; fosfat PO₄³⁻, vätefosfat HPO₄²⁻, divätefosfat H₂PO₄⁻.
• Perklorat ClO₄⁻, klorat ClO₃⁻, klorit ClO₂⁻, hypoklorit ClO⁻ (oxoanjoner av brom och jod namnges på samma sätt).
• Permanganat MnO₄⁻, kromat CrO₄²⁻, dikromat Cr₂O₇²⁻.

Prefix för binära molekylära föreningar

För en förening av två icke-metaller namnges i allmänhet det grundämne som står längre till vänster i det periodiska systemet först; om båda står i samma grupp kommer det nedre först. Det andra grundämnet får ändelsen -id. Traditionella namn på vissa föreningar av syre med klor, brom och jod bryter mot det mönstret genom att namnge halogenen först, som i diklormonoxid, Cl₂O; IUPAC:s rekommendationer från 2005 tar bort detta undantag och kallar samma förening syrediklorid, OCl₂.

Grekiska prefix anger antalet av varje atom: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6), hepta- (7), okta- (8), nona- (9) och deka- (10). Mono- används aldrig på det första grundämnet. De flesta läroböcker stryker prefixets slutvokal före oxid, vilket ger monoxid och pentoxid; IUPAC:s rekommendationer från 2005 behåller vokalen utom i monoxid, så du ser också namn som dikvävepentaoxid.

Räkneexempel: namnge P₄S₁₀. Båda grundämnena är icke-metaller, så använd prefix. Fosfor står längre till vänster, så det kommer först: tetrafosfor. Svavel får deka- och ändelsen -id: dekasulfid. Namnet är tetrafosfordekasulfid. Åt andra hållet är dikvävetrioxid N₂O₃. Vissa molekylära föreningar är nästan bara kända under trivialnamn, som vatten, ammoniak och metan.

Syranamn utifrån deras anjoner

En syras namn härleds från den anjon som återstår när vätejonerna har tagits bort. Om anjonen slutar på -id benämns syran med grundämnets stam + vätesyra: HBr(aq) är bromvätesyra. Utan närvarande vatten är HBr en molekylär gas som heter vätebromid; syranamnet beskriver vattenlösningen.

För oxosyror byts -at mot -syra och -it mot -syrlighet, och eventuellt per- eller hypo-prefix behålls. Oxosyranamn får aldrig beteckningen -vätesyra. Nitrat ger salpetersyra, HNO₃; nitrit ger salpetersyrlighet, HNO₂; sulfat ger svavelsyra, H₂SO₄; fosfat ger fosforsyra, H₃PO₄.

Räkneexempel: namnge HIO₃ och skriv formeln för hypobromsyrlighet. Om H⁺ tas bort från HIO₃ återstår IO₃⁻, jodat, analogt med klorat. Ändelsen -at blir -syra, så syran är jodsyra. För hypobromsyrlighet pekar ändelsen -syrlighet och prefixet hypo- på hypobromit, BrO⁻. Ett H⁺ balanserar en negativ laddning, så formeln är HBrO.

Hydrat: namn, formler och vattenhalt i procent

Ett hydrat är ett fast ämne, vanligen en jonförening, med vattenmolekyler inbyggda i sin kristall i ett bestämt förhållande. Formeln visar vattnet efter en centrerad punkt, och namnet lägger till ett prefix till ordet hydrat: CoCl₂·6H₂O är kobolt(II)kloridhexahydrat. Uppvärmning av ett hydrat kan driva bort vattnet och lämna den vattenfria föreningen.

Räkneexempel: vattenhalt i procent i CoCl₂·6H₂O. Använd IUPAC:s standardatomvikter avrundade till två decimaler: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 och O 16.00 g/mol. Molmassan för CoCl₂ är 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. Vatten är 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, så sex vatten är 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. Hydratets molmassa är 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, och vattnets massprocent är (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

Samma förhållande förutsäger vad uppvärmning bör lämna kvar. Om 3.500 g av hydratet förlorar allt sitt vatten är det vattenfria CoCl₂ som återstår 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, och det bortdrivna vattnet är 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Fyra gällande siffror är motiverade eftersom provets massa och varje molmassa har minst fyra.

Namngivningsfel som ändrar formeln

Ett felaktigt namn är ett felaktigt ämne, så behandla varje namn som en formel du kan kontrollera. Efter att du har namngett en jonförening, bygg om formeln utifrån ditt namn och bekräfta att de positiva och negativa laddningarna summerar till noll. Efter att du har namngett en molekylär förening, bekräfta att varje prefix motsvarar ett index.

Följande fel är de du ska leta efter först.

• Att använda prefix i joniska namn, till exempel kalla MgCl₂ magnesiumdiklorid. Det korrekta namnet är magnesiumklorid.
• Att läsa den romerska siffran som ett index. Järn(III)oxid är Fe₂O₃, inte Fe₃O.
• Att utelämna siffran för en metall med varierande laddning, eller lägga till en för natrium eller kalcium.
• Att blanda ihop sulfid (S²⁻), sulfit (SO₃²⁻) och sulfat (SO₄²⁻).
• Att blanda ihop vätesyror och oxosyror. H₂S(aq) kallas svavelvätesyra; H₂SO₄ är svavelsyra.
• Att missa att kvicksilver(I) förekommer som enheten Hg₂²⁺, så kvicksilver(I)klorid är Hg₂Cl₂.