chemická nomenklatura

Chemie

2022

Vysvětlíme, co je to chemické názvosloví a jeho různé typy. Také názvosloví v organické a anorganické chemii.

Chemická nomenklatura pojmenovává, organizuje a klasifikuje různé chemické sloučeniny.

Jaká je chemická nomenklatura?

v chemie Je známá jako nomenklatura (nebo chemická nomenklatura) pro soubor pravidel a vzorců, které určují způsob, jak pojmenovat a reprezentovat různé chemické sloučeniny známé lidem. lidská bytost, záleží na Prvky které je skládají a poměr v každém prvku.

Význam chemického názvosloví spočívá v možnosti pojmenovávat, organizovat a třídit různé druhy chemické sloučeniny, a to tak, že pouze s jejich identifikačním pojmem lze mít představu o tom, z jakého typu prvků se skládají, a tedy jaký typ reakcí lze od těchto sloučenin očekávat.

Existují tři chemické nomenklaturní systémy:

  • Stechiometrický nebo systematický systém (doporučen IUPAC). Pojmenujte sloučeniny podle počtu atomy každého prvku, který je tvoří. Například: Sloučenina Ni2O3 se nazývá oxid dinikelnatý.
  • Funkční, klasický nebo tradiční systém. Používá různé přípony a předpony (jako -oso, -ico, hypo-, per-) v závislosti na Valencie atomový prvek sloučeniny. Tento systém pojmenování je z velké části mimo provoz. Například: Sloučenina Ni2O3 se nazývá oxid niklu.
  • Systém STOCK. V tomto systému název sloučenina Zahrnuje římskými číslicemi (a někdy jako dolní index) valenci atomů přítomných v molekule sloučeniny. Například: Sloučenina Ni2O3 se nazývá oxid nikl (III).

Na druhou stranu se chemické názvosloví liší podle toho, zda se jedná o organické sloučeniny resp anorganické.

Názvosloví v organické chemii

Aromatické uhlovodíky mohou být monocyklické nebo polycyklické.

Než budeme hovořit o nomenklatuře různých typů organických sloučenin, je nutné definovat pojem „lokátor“. Lokátor je číslo používané k označení polohy atomu v uhlovodíkovém řetězci nebo cyklu. Například v případě pentanu (C5H12) a cyklopentanu (C5H10) je každý atom uhlíku uveden tak, jak je znázorněno na následujícím obrázku:

Na druhou stranu je vhodné zmínit tetravalenci uhlíku, což znamená, že tento prvek má 4 valence, tudíž může tvořit pouze 4 vazby při jejich široké kombinaci. To vysvětluje důvod, proč v každé organické sloučenině téměř nikdy neuvidíme ani nevložíme atom uhlíku s více než 4 vazbami.

V organické chemii existují hlavně dva nomenklaturní systémy:

  • Náhradní nomenklatura. Vodík uhlovodíkové struktury je nahrazen odpovídající funkční skupinou. V závislosti na tom, zda funkční skupina působí jako substituent nebo jako hlavní funkce, bude pojmenována jako předpona nebo přípona názvu skupiny. uhlovodík. Například:
    • Hlavní funkce. Vodík na uhlíku 3 pentanu je nahrazen skupinou -OH (-ol). Jmenuje se: 3-pentanol.
    • Náhradník. Vodík uhlíku 1 pentanu je nahrazen skupinou -Cl (chlor-), nazývá se 1-chlorpentan. Pokud je substituován vodík uhlíku 2, nazývá se 2-chlorpentan.

Vyjasnění: Vodíky ve výše uvedených strukturách jsou pro jednoduchost implikovány. Každé spojení mezi dvěma čarami znamená, že existuje atom uhlíku s odpovídajícími vodíky, vždy respektující tetravalenci.

  • Nomenklatura radikálové funkce. Název radikálu odpovídajícího uhlovodíku je uveden jako přípona nebo předpona názvu funkční skupiny. V případě, že se jedná o funkční skupinu typu hlavní funkce, bude to například pentylamin nebo 2-pentylamin. V případě, že by se jednalo o funkční skupinu typu substituentu, byl by to například pentylchlorid (je vidět, že má stejnou strukturu jako 1-chlorpentan, ale používá k jeho pojmenování jinou nomenklaturu).

    Předpona Funkční skupina Předpona Funkční skupina
    -F fluor- -NO2 nitro-
    -Cl chlór- -NEBO R-oxy-
    -Br bróm- -NE dusný-
    -Já jód- -N3 azido-

    Tabulka 1: Velmi časté názvy substituentů.

    Tabulka 2: Velmi časté názvy organických radikálů.

Nomenklatura uhlovodíků

Uhlovodíky jsou sloučeniny tvořené atomy uhlíku (C) a vodíku (H). Jsou klasifikovány do:

  • Alifatické uhlovodíky. Jsou to nearomatické sloučeniny. Pokud se jejich struktura uzavře a vytvoří cyklus, nazývají se alicyklické sloučeniny. Například:
    • Alkany Jsou to sloučeniny acyklické povahy (které netvoří cykly) a nasycené (všechny jejich atomy uhlíku jsou navzájem spojeny kovalentní vazby jednoduchý). Reagují na obecný vzorec CnH2n + 2, kde n představuje počet atomů uhlíku. Ve všech případech se k jejich pojmenování používá přípona -ano. Mohou to být:
      • Lineární alkany. Mají lineární řetěz. Pro jejich pojmenování bude přípona -ano kombinována s předponou, která označuje počet přítomných atomů uhlíku. Například hexan má 6 atomů uhlíku (hex-) (C6H14). Některé příklady jsou uvedeny v tabulce 3.

        název Množství uhlíků název Množství uhlíků
        metan 1 heptan 7
        etan 2 oktan 8
        propan 3 nonano 9
        butan 4 děkan 10
        pentan 5 undekan 11
        hexan 6 dodekan 12

        Tabulka 3: Názvy alkanů podle množství atomů uhlíku, které jejich struktura obsahuje.

      • Rozvětvené alkany. Pokud nejsou lineární, ale rozvětvené, musí se najít nejdelší uhlovodíkový řetězec s největším počtem větví (hlavní řetězec), jeho atomy uhlíku se počítají od konce nejblíže k větvi a větve jsou pojmenovány označující jejich polohu v hlavním řetězci ( jak jsme viděli u lokátoru), nahrazením přípony -ano -il (viz Tabulka 2) a přidáním odpovídajících číselných předpon v případě, že existují dva nebo více stejných řetězců. Hlavní řetěz je zvolen tak, aby měl co nejmenší kombinaci lokátorů. Nakonec je hlavní řetězec pojmenován normálně. Například 5-ethyl-2-methylheptan má heptanový hlavní řetězec (hep-, 7 atomů uhlíku) s methylovým radikálem (CH3-) na druhém atomu uhlíku a ethylovým radikálem (C2H5-) na pátém. Toto je nejmenší možná kombinace pozic větví pro tuto sloučeninu.
      • Alkanové radikály (produkované ztrátou atomu vodíku připojeného k jednomu z jeho uhlíků). Jsou pojmenovány tak, že se za -ilo nahradí přípona -ano a označí se pomlčkou v Chemická vazba Například z methanu (CH4) se získá methylový radikál (CH3-). (Viz tabulka 2). Mělo by být objasněno, že pro názvosloví může být koncovka -il také použita pro radikály, když působí jako substituenty. Například:
    • Cykloalkany. Jsou to alicyklické sloučeniny, které odpovídají obecnému vzorci CnH2n. Jsou pojmenovány podle lineárních alkanů, ale přidáním předpony cyklo- k názvu, například cyklobutan, cyklopropan, 3-isopropyl-1-methyl-cyklopentan. V těchto případech by také měla být zvolena nejmenší možná kombinace počtu atomů, které mají substituenty. Například:
    • Alkeny a alkyny. Jsou to nenasycené uhlovodíky, protože mají dvojnou (alkeny) nebo trojnou (alkyny) vazbu uhlík-uhlík. Reagují, resp vzorce obecné CnH2n a CnH2n-2. Jmenují se podobně jako alkany, ale podle umístění jejich vícenásobných vazeb pro ně platí jiná pravidla:
      • Pokud existuje dvojná vazba uhlík-uhlík, použije se přípona -en (místo -ane jako u alkanů) a příslušné číselné předpony se přidají, pokud má sloučenina více než jednu dvojnou vazbu, například -dien, -trien, - tetraen.
      • Pokud existuje trojná vazba uhlík-uhlík, použije se přípona -ino a příslušné číselné předpony se přidají, pokud má sloučenina více než jednu trojnou vazbu, např. -diino, -triino, -tetraino.
      • Pokud existují dvojné a trojné vazby uhlík-uhlík, použije se přípona -enino a přidají se příslušné číselné předpony, pokud existuje několik těchto vícenásobných vazeb, například -dienino, -trienino, -tetraenino.
      • Umístění násobné vazby je označeno číslem prvního uhlíku této vazby.
      • Pokud existují větve, vybere se jako hlavní řetězec nejdelší řetězec s největším počtem dvojných nebo trojných vazeb. Řetězec se volí tak, aby umístění dvojné nebo trojné vazby bylo co nejmenší.
      • Organické radikály, které pocházejí z alkenů, jsou pojmenovány nahrazením přípony -eno za -enyl (pokud působí jako substituent, -enyl) a radikály pocházející z alkynů jsou substituovány -ino za -inyl (pokud působí jako substituent, -inyl ).
        Sloučenina Náhradník Sloučenina Náhradník
        ethen ethenyl ethyn ethinyl
        propen propenyl spropitné propynyl
        buten butenyl butino butynyl
        penten pentenyl pentinem pentynyl
        hexen hexenyl hexin hexinyl
        hepten heptenyl heptin heptinyl
        okten oktenyl říjen oktinyl

        Tabulka 4: Názvy substitučních radikálů alkenů a alkynů.


  • Aromatické uhlovodíky. Jsou známé jako arenos. Jsou to konjugované cyklické sloučeniny (ve své struktuře se střídá jednoduchá vazba a vícenásobná vazba). Mají prstence plochých struktur a jsou velmi stabilní díky konjugaci. Mezi mnohé patří benzen (C6H6) a jeho deriváty, i když existuje řada dalších druhů aromatických sloučenin. Lze je rozdělit na:
    • Monocyklický. Jsou pojmenovány podle odvozenin od názvu benzenu (nebo nějaké jiné aromatické sloučeniny) s uvedením jeho substituentů s předponami čitatelů (lokátory). Pokud má aromatický kruh několik substituentů, jsou pojmenovány v abecedním pořadí, přičemž se vždy hledá nejmenší možná kombinace lokátorů. Pokud některý substituent zahrnuje kruh, je tento umístěn na pozici jedna v aromatickém kruhu a nadále je pojmenován podle abecedního pořadí zbývajících substituentů. Na druhé straně se radikál benzenového kruhu nazývá fenyl (pokud působí jako substituent, -fenyl). Například:

      Dalším způsobem, jak definovat polohu substituentů v aromatických uhlovodících, je použití ortho, meta a para nomenklatury. To spočívá v lokalizaci polohy dalších substituentů na základě polohy počátečního substituentu, například:
    • Polycyklický. Většinou jsou pojmenovány podle svého obecného názvu, protože se jedná o velmi specifické sloučeniny. Lze pro ně ale použít i příponu -eno nebo -enyl. Tyto polycykly mohou být tvořeny několika kondenzovanými aromatickými kruhy nebo mohou být spojeny vazbami C-C. V těchto sloučeninách jsou lokátory obvykle umístěny s čísly pro hlavní strukturu (ta s největším počtem cyklů) a s čísly s „prémiemi“ pro sekundární strukturu. Například:
  • Alkoholy. Alkoholy jsou organické sloučeniny, které obsahují hydroxylovou skupinu (-OH).Jejich struktura je tvořena substitucí H za skupinu -OH v uhlovodíku, proto jsou definovány obecným vzorcem R-OH, kde R je libovolný uhlovodíkový řetězec. Jsou pojmenovány pomocí přípony -ol namísto koncovky -o odpovídajícího uhlovodíku. Pokud skupina -OH působí jako substituent, pak se nazývá hydroxy-. Pokud má sloučenina několik hydroxylových skupin, nazývá se polyol nebo polyol a je pojmenována podle předpon číslování.
  • Fenoly Fenoly jsou podobné alkoholům, ale mají hydroxylovou skupinu připojenou k aromatickému benzenovému kruhu spíše než k lineárnímu uhlovodíku. Reagují na vzorec Ar-OH. K jejich pojmenování se také používá přípona -ol spolu s příponou aromatického uhlovodíku. Některé příklady alkoholů a fenolů jsou:
  • ethery Ethery se řídí obecným vzorcem R-O-R', kde zbytky na koncích (R- a R'-) mohou být stejné nebo odlišné skupiny od alkylové nebo arylové skupiny. Ethery jsou pojmenovány za koncem každé alkylové nebo arylové skupiny v abecedním pořadí, za kterým následuje slovo "ether." Například:
  • Aminy Jsou to organické sloučeniny odvozené od amoniaku substitucí jednoho nebo některých jeho vodíků radikálovými alkylovými nebo arylovými skupinami, čímž se získají alifatické aminy a aromatické aminy. V obou případech jsou pojmenovány pomocí přípony -amine nebo je zachován obecný název. Například:
  • Karboxylové kyseliny. Jsou to organické sloučeniny, které mají jako součást své struktury karboxylovou skupinu (-COOH). Tato funkční skupina se skládá z hydroxylové skupiny (-OH) a karbonylové skupiny (-C = O). Abychom je pojmenovali, řetězec s nejvyšším počtem uhlíků, který obsahuje karboxylovou skupinu, je považován za hlavní řetězec. K jejich pojmenování se pak používá jako koncovka -ico nebo -oico. Například:
  • Aldehydy a ketony. Jsou to organické sloučeniny, které mají karbonylovou funkční skupinu. Jestliže se karbonyl nachází na jednom konci uhlovodíkového řetězce, budeme hovořit o aldehydu a ten bude zase připojen k vodíku a alkylové nebo arylové skupině. Budeme hovořit o ketonech, když je karbonyl v uhlovodíkovém řetězci a je připojen přes atom uhlíku k alkylovým nebo arylovým skupinám na obou stranách. Pro pojmenování aldehydů se na konci názvu sloučeniny používá přípona -al podle stejných pravidel číslování podle počtu atomů. Mohou být také pojmenovány pomocí obecného názvu karboxylové kyseliny, ze které pocházejí, a změnou přípony -ico na -aldehyd. Například:

    Pro pojmenování ketonů se na konci názvu sloučeniny používá přípona -one podle stejných pravidel číslování podle počtu atomů. Můžete také pojmenovat dva radikály připojené ke karbonylové skupině následované slovem keton. Například:
  • Estery Neměly by být zaměňovány s ethery, protože jsou to kyseliny, jejichž vodík je nahrazen alkylovým nebo arylovým radikálem. Jsou pojmenovány změnou přípony -ico kyseliny za -ate, za kterým následuje název radikálu, který nahrazuje vodík, bez slova „kyselina“. Například:
  • Amidy Neměly by být zaměňovány s aminy. Jsou to organické sloučeniny, které se vyrábějí nahrazením skupiny -OH referenční kyseliny za skupinu -NH2. Jsou pojmenovány nahrazením -amidu za -ico konec referenční kyseliny. Například:
  • Halogenidy kyselin. Jsou to organické sloučeniny odvozené od karboxylové kyseliny, ve které je -OH skupina nahrazena atomem halogenového prvku. Jsou pojmenovány nahrazením -yl za příponu -ico a slovem "kyselina" za název halogenidu. Například:
  • Anhydridy kyselin. Jsou to organické sloučeniny odvozené od karboxylových kyselin. Mohou být symetrické nebo asymetrické. Pokud jsou symetrické, jsou pojmenovány nahrazením slova kyselina za „anhydrid“. Například: acetanhydrid (od octová kyselina). Pokud tomu tak není, obě kyseliny se spojí a předchází jim slovo „anhydrid“. Například:
  • Nitrily. Jsou to organické sloučeniny, které mají funkční skupinu -CN. V tomto případě je zakončení -ico referenční kyseliny nahrazeno -nitrilem. Například:

Názvosloví v anorganické chemii

Soli jsou produktem spojení kyselých a zásaditých látek.
  • Oxidy. Jsou to sloučeniny, které se tvoří s kyslíkem a některými dalšími kovový prvek nebo nekovový. Jsou pojmenovány pomocí předpon podle počtu atomů, které má každá molekula oxidu. Například: oxid digalium (Ga2O3), oxid uhelnatý (CO). Když je oxidovaný prvek kovový, nazývají se základní oxidy; když je nekovová, nazývají se anhydridy nebo oxidy kyselin. Obecně má kyslík v oxidech oxidační stav -2.
  • Peroxidy Jsou to sloučeniny vzniklé kombinací peroxoskupiny (-O-O-) O2-2 a další chemický prvek. Obecně má kyslík oxidační stav -1 v peroxoskupině. Jmenují se stejně jako oxidy, ale se slovem „peroxid“. Například: peroxid vápníku (CaO2), peroxid dihydrogenu (H2O2).
  • Superoxidy Jsou také známé jako hyperoxidy. Kyslík má v těchto sloučeninách -½ oxidační stav. Pravidelně jsou pojmenovány po oxidech, ale používají slovo „hyperoxid“ nebo „superoxid“. Například: superoxid draselný nebo hyperoxid (KO2).
  • Hydridy Jsou to sloučeniny tvořené vodíkem a dalším prvkem. Když je druhý prvek kovový, nazývají se hydridy kovů a když není kovový, nazývají se nekovové hydridy. Jeho nomenklatura závisí na kovové nebo nekovové povaze druhého prvku, i když v některých případech se používají běžné názvy, jako je tomu u amoniaku (nebo trihydridu dusíku).
    • Hydridy kovů. K jejich pojmenování se používá číselná předpona podle počtu atomů vodíku, po níž následuje výraz „hydrid“. Například: monohydrid draselný (KH), tetrahydrid olovnatý (PbH4).
    • Nekovové hydridy. K nekovovému prvku se přidá koncovka -ide a poté se přidá fráze "vodík". Obvykle se nacházejí v plynné skupenství. Například: fluorovodík (HF (g)), dihydrogenselenid (H2Se (g)).
  • Oxacidy. Jsou to sloučeniny, které se také nazývají oxokyseliny nebo oxykyseliny (a lidově „kyseliny“). Jsou to kyseliny, které obsahují kyslík. Jeho nomenklatura vyžaduje použití předpony odpovídající počtu atomů kyslíku, po níž následuje slovo „oxo“ připojené ke jménu nekovu končícího na „-ate“. Na konci je přidána fráze "vodík". Například: hydrogentetraoxosulfát nebo kyselina sírová (H2SO4), hydrogendioxosulfát nebo kyselina siřičitá (H2SO2).
  • Hydracidy. Jsou to sloučeniny tvořené vodíkem a nekovem. Jejich rozpuštěním v Voda dávají kyselé roztoky. Jsou pojmenovány pomocí předpony „kyselina“, po níž následuje název nekovu, ale s koncovkou „hydric“. Například: kyselina fluorovodíková (HF (aq)), kyselina chlorovodíková (HCl (aq)), sirovodík (H2S (aq)), kyselina selehydrová (H2Se (aq)). Kdykoli je uveden vzorec hydracid, musí být objasněno, že je ve vodném roztoku (aq) (jinak může být zaměněn s nekovovým hydridem).
  • Hydroxidy popř základny. Jsou to sloučeniny vzniklé spojením zásaditého oxidu a vody. Jsou rozpoznávány funkční skupinou -OH. Jsou genericky pojmenovány jako hydroxid, připojený k příslušným předponám v závislosti na množství přítomných hydroxylových skupin. Například: hydroxid olovnatý nebo hydroxid olovnatý (Pb (OH) 2), lithium (LiOH).
  • Jdeš ven. Soli jsou produktem spojení kyselých a zásaditých látek. Jmenují se podle klasifikace: neutrální, kyselé, zásadité a smíšené.
    • Neutrální soli. Vznikají reakcí mezi kyselinou a zásadou nebo hydroxidem, přičemž se uvolňuje voda. Mohou být binární a ternární v závislosti na tom, zda je kyselina hydracid nebo oxacid.
      • Pokud je kyselina hydracid, nazývají se haloidní soli. Jsou pojmenovány pomocí přípony -uro na nekovovém prvku a předpony odpovídající množství tohoto prvku. Například: chlorid sodný (NaCl), chlorid železitý (FeCl3).
      • Pokud je kyselina oxacida, nazývají se také oxysoli nebo ternární soli. Jsou pojmenovány pomocí číselné předpony podle množství "oxo" skupin (množství kyslíku O2-) a přípony -ate v nekovu, po níž následuje oxidační stav nekovu zapsaný římskými číslicemi a v závorkách. Mohou být také pojmenovány pomocí názvu aniontu následovaného názvem kovu. Například: tetraoxosíran vápenatý (VI) (Ca2 +, S6 +, O2-) nebo síran vápenatý (Ca2 +, (SO4) 2-) (CaSO4), tetraoxyfosforečnan sodný (V) (Na1 +, P5 +, O2-) nebo fosforečnan sodný (Nai +, (PO4) 3-) (Na3PO4).
    • Kyselé soli. Vznikají náhradou vodíku v kyselině atomy kovu. Jeho nomenklatura je stejná jako u ternárních neutrálních solí, ale přidává slovo „vodík“. Například: hydrogensíran sodný (VI) (NaHSO4), vodík z kyseliny sírové (H2SO4) se vymění za atom sodíku, hydrogenuhličitan draselný (KHCO3), vodík z kyseliny uhličité (H2CO3) se vymění za atom draslíku .
    • Zásadité soli. Vznikají nahrazením hydroxylových skupin zásady anionty kyseliny. Jeho nomenklatura závisí na oxacidu.
      • Pokud je kyselina hydracid, použije se název nekovu s příponou -ide a předpona počtu skupin -OH, za kterou následuje výraz „hydroxy“. Na konci se v případě potřeby nastaví oxidační stav kovu. Například: FeCl (OH) 2 by byl dihydroxychlorid železitý.
      • Pokud je kyselina oxacida, používá se termín "hydroxy" s odpovídajícím číslem předpony. Pak se přidá přípona odpovídající počtu "oxo" skupin a k nekovu se přidá koncovka -ate, za kterou následuje jeho oxidační stav zapsaný římskými číslicemi a v závorkách. Nakonec je uveden název kovu a jeho oxidační stav zapsaný římskými číslicemi a v závorkách. Například: Ni2(OH)4SO3 by byl tetrahydroxytrioxosulfát nikelnatý (IV).
    • Smíšené soli. Vyrábějí se nahrazením vodíků kyseliny atomy kovů různých hydroxidů. Jeho názvosloví je totožné s názvoslovím kyselých solí, ale zahrnuje oba prvky. Například: tetraoxosíran sodný draselný (NaKSO4).

Nomenklatura IUPAC

IUPAC (zkratka pro International Union of Pure and Applied Chemistry, tedy International Union of Pure and Applied Chemistry) je organizace Mezinárodní oddaný stanovení univerzálních pravidel chemické nomenklatury.

Jeho systém, navržený jako jednoduchý a sjednocující systém, je známý jako nomenklatura IUPAC a liší se od tradičního názvosloví tím, že je specifičtější při pojmenovávání sloučenin, protože je nejen pojmenovává, ale také objasňuje množství každého chemického prvku. sloučenina.

!-- GDPR -->