化合物命名：离子化合物、分子化合物、酸和水合物

根据化学式选择命名体系

在尝试命名之前，先看看化学式里有什么。离子化合物靠电荷结合在一起，所以它们的名称只说明有哪些离子，个数由电荷平衡决定。分子化合物没有需要平衡的离子电荷，所以它们的名称必须用数字前缀说明每种原子的个数。酸有自己的名称，因为它们是按其在水中的行为命名的。

按下面的清单依次审视每个化学式，遇到第一个匹配项就停下。

• 化学式后面跟着一个圆点和水，如 ·5H₂O：水合物。先命名化合物，再加上水合物的说法。
• 以 H 开头并写成水溶液 (aq) 的化学式：酸。
• 金属或铵根离子 NH₄⁺ 与非金属结合：离子化合物。
• 只有非金属，且没有铵：用前缀命名的分子化合物。

离子化合物的名称与可变电荷的斯托克数

先命名阳离子，再命名阴离子。单原子阳离子保留元素名称（钠、钙），单原子阴离子取元素名称的词根加上“化”（氯化物、氧化物、氮化物）。离子化合物的名称从不使用二、三等前缀来表示离子的个数；下标由电荷决定，说出来是多余的。

许多金属，尤其是过渡金属以及锡和铅，会形成不止一种阳离子。对于这些金属，斯托克体系把金属的氧化数（对单原子阳离子而言等于其电荷）用罗马数字写在括号中：铁(II)是 Fe²⁺，铁(III)是 Fe³⁺。只有一种常见电荷的金属不加数字：第 1 族金属 (+1)、第 2 族金属 (+2)、铝 (+3)、锌 (+2) 和银 (+1)。

例题：命名 Co₃(PO₄)₂。磷酸根是 PO₄³⁻，所以两个磷酸根带 2 × (−3) = −6。三个钴离子必须合计 +6，所以每个是 +6 ÷ 3 = +2。名称是磷酸钴(II)。请注意，罗马数字是一个离子的电荷，而不是下标。

反过来的例题：写出硫化锡(IV)的化学式。锡(IV)是 Sn⁴⁺，硫离子是 S²⁻。使电荷平衡的最小整数比是每一个 Sn⁴⁺ 对应两个 S²⁻，因为 +4 + 2(−2) = 0。化学式是 SnS₂。

多原子离子与“酸根/亚酸根”的规律

多原子离子是一组以共价键结合并带有总电荷的原子。在离子化合物中，它作为一个整体保留其名称和化学式。当化学式需要不止一个多原子离子时，要在下标之前用括号把它括起来：硝酸钙是 Ca(NO₃)₂，而不是 CaNO₃₂。

许多含氧酸根成系列出现。同电荷的“…酸根”比“亚…酸根”多一个氧：硫酸根是 SO₄²⁻，亚硫酸根是 SO₃²⁻。对于氯系列，“高…酸根”比“…酸根”多一个氧，“次…酸根”比“亚…酸根”再少一个氧。给阴离子加上 H⁺ 会使其负电荷少一个单位，并在名称中加上“氢”。下面的列表涵盖了大多数普通化学课程要求您掌握的离子。

• 铵根 NH₄⁺、氢氧根 OH⁻、氰根 CN⁻、过氧根 O₂²⁻、乙酸根 CH₃COO⁻。
• 硝酸根 NO₃⁻、亚硝酸根 NO₂⁻；硫酸根 SO₄²⁻、亚硫酸根 SO₃²⁻、硫酸氢根 HSO₄⁻。
• 碳酸根 CO₃²⁻、碳酸氢根 HCO₃⁻；磷酸根 PO₄³⁻、磷酸氢根 HPO₄²⁻、磷酸二氢根 H₂PO₄⁻。
• 高氯酸根 ClO₄⁻、氯酸根 ClO₃⁻、亚氯酸根 ClO₂⁻、次氯酸根 ClO⁻（溴和碘的含氧酸根以同样方式命名）。
• 高锰酸根 MnO₄⁻、铬酸根 CrO₄²⁻、重铬酸根 Cr₂O₇²⁻。

二元分子化合物的前缀

对于由两种非金属组成的化合物，英文名称中通常先说出周期表中更靠左的元素；如果两者在同一族，则位置更靠下的先说；中文名称的书写顺序与此相反，把先说的元素放在后面。第二个元素加上“化”。氧与氯、溴和碘形成的某些化合物的传统名称打破了这一模式，先说卤素，如一氧化二氯 Cl₂O；2005 年 IUPAC 建议取消了这一例外，把同一化合物命名为二氯化氧 OCl₂。

数字前缀给出每种原子的个数：一 (1)、二 (2)、三 (3)、四 (4)、五 (5)、六 (6)、七 (7)、八 (8)、九 (9) 和十 (10)。表示“一”的前缀从不用于英文名称中排在第一位的元素。许多英文教科书在“氧化物”前省略前缀末尾的元音，而 2005 年 IUPAC 建议除一氧化物外保留该元音，因此您也会见到拼写形式不同的名称，例如五氧化二氮的英文名就有两种写法。

例题：命名 P₄S₁₀。两种元素都是非金属，所以使用前缀。磷更靠左，因此在英文名称中先说它，在中文名称里它排在后面：四磷。硫得到“十”和“化”：十硫化。名称是十硫化四磷。反过来，三氧化二氮是 N₂O₃。有些分子化合物几乎只以俗名闻名，如水、氨和甲烷。

根据阴离子命名酸

酸的名称来自移走氢离子后剩下的阴离子。如果阴离子是“…化物”，酸就命名为“氢…酸”：HBr(aq) 是氢溴酸。没有水时，HBr 是分子型气体，名为溴化氢；酸的名称描述的是水溶液。

对于含氧酸，把“…酸根”改为“…酸”，把“亚…酸根”改为“亚…酸”，并保留“高”或“次”字头。含氧酸的名称从不加“氢”字头。硝酸根得到硝酸 HNO₃；亚硝酸根得到亚硝酸 HNO₂；硫酸根得到硫酸 H₂SO₄；磷酸根得到磷酸 H₃PO₄。

例题：命名 HIO₃，并写出次溴酸的化学式。从 HIO₃ 中移走 H⁺ 剩下 IO₃⁻，类比氯酸根，它是碘酸根。“酸根”变为“酸”，所以这个酸是碘酸。对于次溴酸，“次”字头和“酸”表明是次溴酸根 BrO⁻。一个 H⁺ 平衡一个负电荷，所以化学式是 HBrO。

水合物：名称、化学式与含水百分数

水合物是一种固体，通常是离子化合物，其晶体中以固定比例含有水分子。化学式把水写在居中的圆点之后，名称则在前面加上“n水合”：CoCl₂·6H₂O 是六水合氯化钴(II)。加热水合物可以赶走水，留下无水化合物。

例题：CoCl₂·6H₂O 中水的百分含量。使用修约到两位小数的 IUPAC 标准原子量：Co 58.93、Cl 35.45、H 1.01 和 O 16.00 g/mol。CoCl₂ 的摩尔质量为 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol。水是 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol，所以六个水是 6 × 18.02 = 108.12 g/mol。水合物的摩尔质量为 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol，水的质量百分数为 (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%。

同样的比例可以预测加热后会剩下什么。如果 3.500 g 水合物失去全部的水，剩下的无水 CoCl₂ 为 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g，赶走的水为 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g。可以保留四位有效数字，因为样品质量和每个摩尔质量都至少有四位。

会改变化学式的命名错误

错误的名称就是错误的物质，所以要把每个名称都当作一个可以检验的化学式。命名离子化合物之后，根据您的名称重新写出化学式，并确认正负电荷之和为零。命名分子化合物之后，确认每个前缀都与一个下标对应。

下面这些是首先应当留意的错误。

• 在离子化合物的名称中使用前缀，例如把 MgCl₂ 叫作二氯化镁。正确的名称是氯化镁。
• 把罗马数字读作下标。氧化铁(III)是 Fe₂O₃，而不是 Fe₃O。
• 可变电荷的金属漏写数字，或者给钠或钙加上数字。
• 混淆硫离子 (S²⁻)、亚硫酸根 (SO₃²⁻) 和硫酸根 (SO₄²⁻)。
• 给含氧酸加上“氢”字头。氢硫酸是 H₂S(aq)；H₂SO₄ 是硫酸。
• 没有注意到汞(I)以 Hg₂²⁺ 单元的形式存在，所以氯化汞(I)是 Hg₂Cl₂。