kemijska nomenklatura

Kemija

2022

Objašnjavamo što je kemijska nomenklatura i njezine različite vrste. Također, nomenklature u organskoj i anorganskoj kemiji.

Kemijska nomenklatura imenuje, organizira i klasificira različite kemijske spojeve.

Koja je kemijska nomenklatura?

U kemija Poznata je kao nomenklatura (ili kemijska nomenklatura) za skup pravila i formula koje određuju način imenovanja i predstavljanja različitih kemijskih spojeva poznatih ljudsko biće, ovisno o elementi koji ih sastavljaju i proporcija u svakom elementu.

Važnost kemijske nomenklature leži u mogućnosti imenovanja, organiziranja i klasifikacije različitih vrsta kemijski spojevi, na način da se samo s njihovim identifikacijskim pojmom može imati predodžbu o tome od koje vrste elemenata se sastoje i, prema tome, kakve se reakcije mogu očekivati ​​od tih spojeva.

Postoje tri sustava kemijske nomenklature:

  • Stehiometrijski ili sustavni sustav (preporučuje IUPAC). Imenujte spojeve na temelju broja atoma svakog elementa koji ih čini. Na primjer: Spoj Ni2O3 naziva se dinikl trioksid.
  • Funkcionalni, klasični ili tradicionalni sustav. Koristi različite sufikse i prefikse (kao što su -oso, -ico, hypo-, per-) ovisno o Valencia atomski element spoja. Ovaj sustav imenovanja uglavnom je izvan upotrebe. Na primjer: Spoj Ni2O3 naziva se nikal oksid.
  • STOCK sustav. U ovom sustavu naziv spoj Uključuje rimskim brojevima (a ponekad i kao indeks) valenciju atoma prisutnih u molekuli spoja. Na primjer: Spoj Ni2O3 naziva se oksid nikla (III).

S druge strane, kemijska nomenklatura varira ovisno o tome radi li se o organskim spojevima ili anorganski.

Nomenklatura u organskoj kemiji

Aromatski ugljikovodici mogu biti monociklički ili policiklički.

Prije nego što govorimo o nomenklaturi različitih vrsta organskih spojeva, potrebno je definirati pojam „lokator“. Lokator je broj koji se koristi za označavanje položaja atoma u ugljikovodičnom lancu ili ciklusu. Na primjer, u slučaju pentana (C5H12) i ciklopentana (C5H10), svaki atom ugljika je naveden kao što je prikazano na sljedećoj slici:

S druge strane, zgodno je spomenuti tetravalentnost ugljika, što znači da ovaj element ima 4 valencije, dakle, može formirati samo 4 veze s njihovom širokom kombinacijom. To objašnjava razlog zašto u svakom organskom spoju gotovo nikada nećemo vidjeti ili staviti atom ugljika s više od 4 veze.

U organskoj kemiji uglavnom postoje dva nomenklaturna sustava:

  • Zamjenska nomenklatura. Vodik ugljikovodične strukture zamijenjen je odgovarajućom funkcionalnom skupinom. Ovisno o tome djeluje li funkcionalna skupina kao supstituent ili kao glavna funkcija, ona će biti imenovana kao prefiks ili sufiks naziva ugljikovodika. Na primjer:
    • Glavna funkcija. Vodik na ugljiku 3 pentana zamijenjen je grupom -OH (-ol). Naziva se: 3-pentanol.
    • Supstituent. Vodik ugljika 1 pentana zamijenjen je grupom -Cl (kloro-), nazvana je 1-klorpentan. Ako je vodik ugljika 2 supstituiran, on se zove 2-klorpentan.

Pojašnjenje: Vodik u gornjim strukturama se podrazumijeva radi jednostavnosti. Svaki spoj između dvije linije znači da postoji atom ugljika s odgovarajućim vodikom, uvijek poštujući tetravalentnost.

  • Nomenklatura radikalne funkcije. Naziv radikala koji odgovara ugljikovodiku stavlja se kao sufiks ili prefiks naziva funkcionalne grupe. U slučaju da se radi o funkcionalnoj skupini tipa glavne funkcije, to bi bio, na primjer, pentilamin ili 2-pentilamin. U slučaju da se radi o funkcionalnoj skupini tipa supstituenta, to bi bio, na primjer, pentil klorid (može se vidjeti da je iste strukture kao 1-klorpentan, ali koristi se druga nomenklatura za imenovanje).

    Prefiks Funkcionalna grupa Prefiks Funkcionalna grupa
    -F fluoro- -NO2 nitro-
    -Cl klor- -ILI R-oksi-
    -Br brom- -NE azotast-
    -ja jod- -N3 azido-

    Tablica 1: Vrlo česti nazivi supstituenata.

    Tablica 2: Vrlo česti nazivi organskih radikala.

Nomenklatura ugljikovodika

Ugljikovodici su spojevi koji se sastoje od atoma ugljika (C) i vodika (H). Oni su razvrstani u:

  • Alifatski ugljikovodici. Oni su nearomatski spojevi. Ako se njihova struktura zatvori i tvori ciklus, nazivaju se aliciklički spojevi. Na primjer:
    • alkani Oni su spojevi acikličke prirode (koji ne tvore cikluse) i zasićeni (svi njihovi atomi ugljika međusobno su povezani s kovalentne veze jednostavan). Odgovaraju na opću formulu CnH2n + 2, gdje je n predstavlja broj ugljikovih atoma. U svim slučajevima sufiks -ano koristi se za njihovo imenovanje. Oni mogu biti:
      • Linearni alkani. Imaju linearni lanac. Da bismo ih imenovali, sufiks -ano kombinirat će se s prefiksom koji označava broj prisutnih ugljikovih atoma. Na primjer, heksan ima 6 ugljikovih atoma (hex-) (C6H14). Neki primjeri prikazani su u tablici 3.

        Ime Količina ugljika Ime Količina ugljika
        metan 1 heptan 7
        etan 2 oktan 8
        propan 3 nonano 9
        butan 4 dekan 10
        pentan 5 undekan 11
        heksana 6 dodekan 12

        Tablica 3: Nazivi alkana prema količini ugljikovih atoma koju njihova struktura sadrži.

      • Razgranati alkani. Ako nisu linearni već razgranati, mora se pronaći najduži ugljikovodični lanac s najviše grana (glavni lanac), njegovi atomi ugljika broje se od kraja najbližeg grani, a grane se imenuju pokazujući njihov položaj u glavnom lancu ( kao što smo vidjeli s lokatorom), zamjenjujući sufiks -ano s -il (vidi tablicu 2) i dodajući odgovarajuće numeričke prefikse u slučaju da postoje dva ili više jednakih nizova. Glavni lanac je odabran tako da ima najmanju moguću kombinaciju lokatora. Konačno je glavni lanac normalno imenovan. Na primjer, 5-etil-2-metilheptan ima heptansku okosnicu (hep-, 7 ugljikovih atoma) s metilnim radikalom (CH3-) na drugom atomu ugljika i etilnim radikalom (C2H5-) na petom. . Ovo je najmanja moguća kombinacija položaja grana za ovaj spoj.
      • Alkanski radikali (proizvedeni gubitkom atoma vodika vezanog za jedan od njegovih ugljika). Nazivaju se zamjenom sufiksa -ano za -ilo i označavanjem crticom u Kemijska veza Na primjer, iz metana (CH4) se dobiva metilni radikal (CH3-). (Vidi tablicu 2). Treba pojasniti da se za nomenklaturu završetak -il može koristiti i za radikale kada djeluju kao supstituenti. Na primjer:
    • Cikloalkani. Oni su aliciklički spojevi koji odgovaraju općoj formuli CnH2n. Ime su dobili po linearnim alkanima, ali imenu se dodaje prefiks ciklo-, na primjer, ciklobutan, ciklopropan, 3-izopropil-1-metil-ciklopentan. U tim slučajevima treba odabrati i najmanju moguću kombinaciju brojeva atoma koji imaju supstituente. Na primjer:
    • Alkeni i alkini. Oni su nezasićeni ugljikovodici, budući da imaju dvostruku (alkeni) ili trostruku (alkini) vezu ugljik-ugljik. Oni odgovaraju, odnosno, na formule općenito CnH2n i CnH2n-2. Nazivaju se slično kao alkani, ali na njih se primjenjuju različita pravila na temelju mjesta njihovih višestrukih veza:
      • Kada postoji dvostruka veza ugljik-ugljik, koristi se sufiks -en (umjesto -ane kao u alkanima) i dodaju se odgovarajući brojčani prefiksi ako spoj ima više od jedne dvostruke veze, na primjer -dien, -trien, -tetraen.
      • Kada postoji trostruka veza ugljik-ugljik, koristi se sufiks -ino i dodaju se odgovarajući brojčani prefiksi ako spoj ima više od jedne trostruke veze, npr. -diino, -triino, -tetraino.
      • Kada postoje dvostruke i trostruke veze ugljik-ugljik, koristi se sufiks -enino i dodaju se odgovarajući brojčani prefiksi ako postoji nekoliko tih višestrukih veza, na primjer, -dienino, -trienino, -tetraenino.
      • Mjesto višestruke veze označeno je brojem prvog ugljika te veze.
      • Ako postoje grane, kao glavni lanac bira se najduži lanac s najvećim brojem dvostrukih ili trostrukih veza. Lanac se bira tražeći da mjesto dvostruke ili trostruke veze bude što manje.
      • Organski radikali koji potječu iz alkena nazivaju se zamjenom sufiksa -eno za -enil (ako djeluje kao supstituent, -enil), a radikali koji dolaze iz alkina supstituirani su -ino za -inil (ako djeluje kao supstituent, -inil ).
        Spoj Supstituent Spoj Supstituent
        eten etenil etin etinil
        propen propenil Savjet propinil
        buten butenil butino butinil
        penten pentenil pentin pentinil
        heksena heksenil heksin heksinil
        hepten heptenil heptin heptinil
        okten oktenil listopad oktinil

        Tablica 4: Nazivi supstituentnih radikala alkena i alkina.


  • Aromatični ugljikovodici. Poznati su kao areno. Oni su konjugirani ciklički spojevi (izmjenjujući jednostruku i višestruku vezu u svojoj strukturi). Imaju prstenove ravne strukture i vrlo stabilne zbog konjugacije. Mnogi uključuju benzen (C6H6) i njegove derivate, iako postoje brojne druge vrste aromatskih spojeva. Mogu se svrstati u:
    • Monociklički. Ime su dobili prema izvedenicama imena benzena (ili nekog drugog aromatskog spoja), navodeći njegove supstituente s brojevnim prefiksima (lokatorima). Ako aromatski prsten ima nekoliko supstituenata, oni se imenuju abecednim redom, uvijek tražeći najmanju moguću kombinaciju lokatora. Ako bilo koji supstituent uključuje prsten, on se stavlja na mjesto jedan u aromatičnom prstenu i nastavlja se imenovati prema abecednom redu ostalih supstituenata. S druge strane, radikal benzenskog prstena naziva se fenil (ako djeluje kao supstituent, -fenil). Na primjer:

      Drugi način za definiranje položaja supstituenata u aromatskim ugljikovodicima je korištenje orto, meta i para nomenklature. To se sastoji od lociranja položaja drugih supstituenata na temelju položaja početnog supstituenta, na primjer:
    • Policiklički. Uglavnom se nazivaju svojim generičkim imenom, budući da su vrlo specifični spojevi. Ali za njih se može koristiti i sufiks -eno ili -enil. Ovi policikli mogu biti formirani od nekoliko spojenih aromatskih prstenova ili povezani C-C vezama. U tim se spojevima lokatori obično stavljaju s brojevima za glavnu strukturu (onu s najviše ciklusa) i s brojevima s "premijima" za sekundarnu strukturu. Na primjer:
  • Alkoholi. Alkoholi su organski spojevi koji sadrže hidroksilnu skupinu (-OH).Njihova struktura nastaje zamjenom H za skupinu -OH u ugljikovodiku, stoga su definirani općom formulom R-OH, gdje je R bilo koji ugljikovodični lanac. Imenovani su pomoću sufiksa -ol umjesto završetka -o odgovarajućeg ugljikovodika. Ako skupina -OH djeluje kao supstituent, tada se naziva hidroksi-. Ako spoj ima nekoliko hidroksilnih skupina, naziva se poliol ili poliol, a imenuje se prefiksima numeriranja.
  • Fenoli Fenoli su slični alkoholima, ali imaju hidroksilnu skupinu vezanu na aromatični benzenski prsten, a ne na linearni ugljikovodik. Odgovaraju na formulu Ar-OH. Da bismo ih imenovali, sufiks -ol također se koristi zajedno s onim aromatskog ugljikovodika. Neki primjeri alkohola i fenola su:
  • Eteri Eterima upravlja opća formula R-O-R', gdje radikali na krajevima (R- i R'-) mogu biti identične ili različite skupine od alkilne ili arilne skupine. Eteri su imenovani prema kraju svake alkilne ili arilne skupine abecednim redom, nakon čega slijedi riječ "eter". Na primjer:
  • amini Oni su organski spojevi dobiveni iz amonijaka supstitucijom jednog ili nekih njegovih vodika radikalnim alkilnim ili arilnim skupinama, pri čemu se dobivaju alifatski amini, odnosno aromatični amini. U oba slučaja imenovani su sufiksom -amin ili je sačuvan opći naziv. Na primjer:
  • Karboksilne kiseline. Oni su organski spojevi koji imaju karboksilnu skupinu (-COOH) kao dio svoje strukture. Ova funkcionalna skupina sastoji se od hidroksilne skupine (-OH) i karbonilne skupine (-C = O). Da ih imenujemo, lanac s najvećim brojem ugljika koji sadrži karboksilnu skupinu smatra se glavnim lancem. Zatim se koristi kao završetak -ico ili -oico za njihovo imenovanje. Na primjer:
  • Aldehidi i ketoni. Oni su organski spojevi koji imaju karbonilnu funkcionalnu skupinu. Ako se karbonil nalazi na jednom kraju ugljikovodičnog lanca, govorit ćemo o aldehidu, a on će zauzvrat biti vezan na vodik i alkilnu ili arilnu skupinu. O ketonima ćemo govoriti kada je karbonil unutar lanca ugljikovodika i vezan preko ugljikovog atoma na alkilne ili arilne skupine s obje strane. Za imenovanje aldehida, sufiks -al koristi se na kraju naziva spoja, slijedeći ista pravila numeriranja prema broju atoma. Također se mogu imenovati koristeći opći naziv karboksilne kiseline iz koje potječu, i mijenjajući sufiks -ico u -aldehid. Na primjer:

    Za imenovanje ketona, sufiks -one koristi se na kraju naziva spoja, slijedeći ista pravila numeriranja prema broju atoma. Također možete imenovati dva radikala vezana za karbonilnu skupinu nakon čega slijedi riječ keton. Na primjer:
  • Esteri Ne treba ih miješati s eterima, jer su to kiseline čiji je vodik zamijenjen alkilnim ili arilnim radikalom. Imenovani su promjenom sufiksa -ico kiseline u -ate, nakon čega slijedi naziv radikala koji zamjenjuje vodik, bez riječi "acid". Na primjer:
  • Amidi Ne treba ih miješati s aminima. Oni su organski spojevi koji se proizvode zamjenom -OH skupine referentne kiseline za skupinu -NH2. Oni su imenovani zamjenom -amid za -ico kraj referentne kiseline. Na primjer:
  • Halogenidi kiseline. Oni su organski spojevi izvedeni iz karboksilne kiseline u kojoj je -OH skupina zamijenjena atomom halogenog elementa. Oni su imenovani zamjenom -yl za sufiks -ico i riječi "acid" za naziv halogenida. Na primjer:
  • Anhidridi kiselina. Oni su organski spojevi dobiveni iz karboksilnih kiselina. Mogu biti simetrične ili asimetrične. Ako su simetrične, nazivaju se zamjenom riječi kiselina za "anhidrid". Na primjer: anhidrid octene kiseline (iz octena kiselina). Ako nisu, obje kiseline se kombiniraju i ispred njih stoji riječ "anhidrid". Na primjer:
  • Nitrili. Oni su organski spojevi koji imaju funkcionalnu skupinu -CN. U ovom slučaju -ico završetak referentne kiseline zamijenjen je -nitrilom. Na primjer:

Nomenklatura u anorganskoj kemiji

Soli su produkt spajanja kiselih i bazičnih tvari.
  • Oksidi. To su spojevi koji nastaju s kisikom i nekim drugim metalni element ili nemetalni. Imenovani su pomoću prefiksa prema broju atoma koje svaka molekula oksida ima. Na primjer: digalijev trioksid (Ga2O3), ugljični monoksid (CO). Kada je oksidirani element metalni, nazivaju se osnovnim oksidima; kada je nemetalni, nazivaju se kiselinskim anhidridima ili oksidima. Općenito, kisik u oksidima ima oksidacijsko stanje od -2.
  • Peroksidi Oni su spojevi nastali kombinacijom perokso skupine (-O-O-) O2-2 i druge kemijski element. Općenito, kisik ima oksidacijsko stanje -1 u perokso skupini. Nazivaju se isto kao i oksidi, ali s riječju "peroksid". Na primjer: kalcijev peroksid (CaO2), dihidrogen peroksid (H2O2).
  • Superoksidi Oni su također poznati kao hiperoksidi. Kisik ima -½ oksidacijsko stanje u tim spojevima. Redovito se nazivaju po oksidima, ali koristeći riječ "hiperoksid" ili "superoksid". Na primjer: kalijev superoksid ili hiperoksid (KO2).
  • Hidridi Oni su spojevi formirani od vodika i drugog elementa. Kada je drugi element metalni, zovu se metalni hidridi, a kada nije metalni nazivaju se nemetalni hidridi. Njegova nomenklatura ovisi o metalnoj ili nemetalnoj prirodi drugog elementa, iako se u nekim slučajevima koriste uobičajeni nazivi, kao u amonijaku (ili dušikovom trihidridu).
    • Metalni hidridi. Za njihovo imenovanje koristi se brojčani prefiks prema broju atoma vodika iza kojeg slijedi izraz "hidrid". Na primjer: kalijev monohidrid (KH), olovo tetrahidrid (PbH4).
    • Nemetalni hidridi. Završetak -ide dodaje se nemetalnom elementu, a zatim se dodaje izraz "vodik". Obično se nalaze u plinovitom stanju. Na primjer: fluorovodik (HF (g)), dihidrogen selenid (H2Se (g)).
  • Oks kiseline. To su spojevi koji se nazivaju i oksokiseline ili oksikiseline (i popularno "kiseline"). To su kiseline koje sadrže kisik. Njegova nomenklatura zahtijeva korištenje prefiksa koji odgovara broju atoma kisika, nakon čega slijedi riječ "oxo" koja je povezana s nazivom nemetala koji završava na "-ate". Na kraju se dodaje izraz "vodik". Na primjer: vodikov tetraoksosulfat ili sumporna kiselina (H2SO4), vodikov dioksosulfat ili hiposulfurna kiselina (H2SO2).
  • Hidracide. Oni su spojevi formirani od vodika i nemetala. Otvarajući ih u Voda daju kisele otopine. Imenovani su prefiksom "acid" nakon kojeg slijedi naziv nemetala, ali sa završetkom "hidric". Na primjer: fluorovodična kiselina (HF (aq)), klorovodična kiselina (HCl (aq)), sumporovodik (H2S (aq)), selehidridna kiselina (H2Se (aq)). Kad god je predstavljena formula hidracida, mora se pojasniti da se nalazi u vodenoj otopini (aq) (inače se može zamijeniti s nemetalnim hidridom).
  • Hidroksidi ili baze. Oni su spojevi nastali spajanjem bazičnog oksida i vode. Prepoznaju se po funkcionalnoj skupini -OH. Oni se općenito nazivaju hidroksid, pridruženi odgovarajućim prefiksima ovisno o količini prisutnih hidroksilnih skupina. Na primjer: olovni dihidroksid ili olovo (II) hidroksid (Pb (OH) 2), litij (LiOH).
  • Izađi van. Soli su produkt spajanja kiselih i bazičnih tvari. Nazivaju se prema svojoj klasifikaciji: neutralni, kiseli, bazični i mješoviti.
    • Neutralne soli. Nastaju reakcijom između kiseline i baze ili hidroksida, pri čemu se oslobađa voda. Mogu biti binarne i ternarne ovisno o tome je li kiselina hidracid ili oksacid.
      • Ako je kiselina hidracid, zovu se haloidne soli. Imenovani su pomoću sufiksa -uro na nemetalnom elementu i prefiksa koji odgovara količini ovog elementa. Na primjer: natrijev klorid (NaCl), željezni triklorid (FeCl3).
      • Ako je kiselina oks kiselina, nazivaju se i oksisoli ili ternarne soli. Imenovani su pomoću brojčanog prefiksa prema količini "okso" skupina (količina kisika O2-), i sufiksa -ate u nemetalu, nakon čega slijedi oksidacijsko stanje nemetala napisano rimskim brojevima i u zagradama. Također se mogu imenovati pomoću imena aniona nakon čega slijedi naziv metala. Na primjer: kalcijev tetraoksosulfat (VI) (Ca2 +, S6 +, O2-) ili kalcijev sulfat (Ca2 +, (SO4) 2-) (CaSO4), natrijev tetraoksifosfat (V) (Na1 +, P5 +, O2-) ili fosfat natrij (Na1 +, (PO4) 3-) (Na3PO4).
    • Kiselinske soli. Nastaju zamjenom vodika u kiselini atomima metala. Njegova nomenklatura je ista kao i ternarnih neutralnih soli, ali dodaje se riječ "vodik". Na primjer: natrijev hidrogensulfat (VI) (NaHSO4), vodik iz sumporne kiseline (H2SO4) zamjenjuje se za atom natrija, kalij hidrogenkarbonat (KHCO3), vodik iz ugljične kiseline (H2CO3) zamjenjuje se za atom kalija .
    • Bazične soli. Nastaju zamjenom hidroksilnih skupina baze s anionima kiseline. Njegova nomenklatura ovisi o ili oksacidi.
      • Ako je kiselina hidracid, koristi se naziv nemetala sa sufiksom -ide i prefiks broja -OH skupina, nakon čega slijedi izraz "hidroksi". Na kraju se po potrebi podešava oksidacijsko stanje metala. Na primjer: FeCl (OH) 2 bi bio željezo (III) dihidroksiklorid.
      • Ako je kiselina oks kiselina, koristi se izraz "hidroksi" s odgovarajućim brojem prefiksa. Zatim se dodaje sufiks koji odgovara broju "okso" skupina i nemetalu se dodaje završetak -ate, nakon čega slijedi njegovo oksidacijsko stanje napisano rimskim brojevima i zagradama. Na kraju se stavlja naziv metala i njegovo oksidacijsko stanje napisano rimskim brojevima i u zagradama. Na primjer: Ni2 (OH) 4SO3 bi ​​bio nikal (III) tetrahidroksitrioksosulfat (IV).
    • Miješane soli. Nastaju zamjenom vodika kiseline s metalnim atomima različitih hidroksida. Njegova je nomenklatura identična nomenklaturi kiselih soli, ali uključuje oba elementa. Na primjer: natrij kalij tetraoksosulfat (NaKSO4).

IUPAC nomenklatura

IUPAC (akronim za International Union of Pure and Applied Chemistry, odnosno Međunarodna unija za čistu i primijenjenu kemiju) je organizacija International posvećen uspostavljanju univerzalnih pravila kemijske nomenklature.

Njegov sustav, predložen kao jednostavan i objedinjujući sustav, poznat je kao IUPAC nomenklatura i razlikuje se od tradicionalne nomenklature po tome što je specifičniji pri imenovanju spojeva, jer ne samo da ih imenuje, već i pojašnjava količinu svakog kemijskog elementa. spoj.

!-- GDPR -->