Химическая номенклатура

Мы объясним, что такое химическая номенклатура и ее различные виды. Кроме того, номенклатуры в органической и неорганической химии
Химическая номенклатура называет, упорядочивает и классифицирует различные химические соединения

Что такое химическая номенклатура?

химии номенклатура (или химическая номенклатура) – это набор правил и формул для наименования и представления различных химических соединений , известных человеку , в зависимости от элементов , из которых они состоят, и доли каждого элемента

Важность химической номенклатуры заключается в возможности называть, организовывать и классифицировать различные типы химических соединений , так что только благодаря их идентификационному термину можно иметь представление о том, какие элементы входят в их состав, и, следовательно, какие реакции можно ожидать от этих соединений

Существует три системы химической номенклатуры:

• Стехиометрическая или систематическая система (рекомендована IUPAC) Называйте соединения в соответствии с числом атомов каждого элемента, входящего в их состав. Например: соединение Ni2O3 называется триоксидом никеля.
• Функциональная система, классическая или традиционная В ней используются различные суффиксы и префиксы (такие как -oso, -ico, hypo-, per-) в соответствии с атомной валентностью элементов соединения. Эта система номенклатуры в значительной степени вышла из употребления. Например: соединение Ni2O3 называется оксидом никеля.
• В этой системе название соединения включает римскими цифрами (и иногда в качестве подстрочного индекса) валентность атомов, присутствующих в молекуле соединения. Например: соединение Ni2O3 называется никель (III) оксид.

С другой стороны, химическая номенклатура различается в зависимости от того, органические или неорганические соединения имеются в виду

Номенклатура в органической химии

Ароматические углеводороды могут быть моноциклическими или полициклическими.

Прежде чем обсуждать номенклатуру различных типов органических соединений, необходимо определить термин локализатор локализатор – это число, используемое для обозначения положения атома в углеводородной цепи или цикле. Например, в случае пентана (C5H12) и циклопентана (C5H10) каждый атом углерода указан, как показано на рисунке ниже:

С другой стороны, стоит упомянуть о тетравалентности углерода , что означает, что этот элемент имеет 4 валентности, следовательно, он может образовывать только 4 связи с широким их сочетанием. Это объясняет причину, по которой в каждом органическом соединении мы почти никогда не увидим и не поместим атом углерода с более чем 4 связями

В органической химии существует в основном две системы номенклатуры:

• Замещающая номенклатура. Водород в углеводородной структуре замещается соответствующей функциональной группой. В зависимости от того, действует ли функциональная группа как заместитель или как основная функция, она называется как префикс или суффикс к названию углеводорода. Например:
• главная функция. Водород на углероде 3 пентана замещается группой -OH (-ол). Название: 3-пентанол.
  
• Заместитель Если один водород замещен с углерода 1 пентана на группу -Cl (хлоро), название – 1-хлорпентан. Если водород замещен от углерода 2, то название – 2-хлорпентан.
  

Примечание: гидрогены в приведенных выше структурах подразумеваются для простоты. Каждая связь между двумя линиями означает наличие атома углерода с соответствующими гидрогенами, при этом всегда соблюдается тетравалентность

• Номенклатура радикальных функций. Название радикала, соответствующего углеводороду, дается как суффикс или префикс к названию функциональной группы. В случае функциональной группы типа основной функции это будет, например, пентиламин или 2-пентиламин. В случае функциональной группы заместительного типа это будет, например, пентилхлорид (вы можете видеть, что он имеет ту же структуру, что и 1-хлорпентан, но для его названия используется другая номенклатура).
  
  Префикс Функциональная группа Префикс Функциональная группа Префикс Префикс Префикс Префикс Функциональная группа

  -F	фтор-	-NO2	нитро-
  -Cl	хлор-	-ИЛИ	R-oxi-
  -Br	бром-	-NO	азотистый –
  -I	йод –	-N3	азидо-

  Таблица 1 : Названия очень распространенных заместителей

  

  Таблица 2: Названия очень распространенных органических радикалов.

Номенклатура углеводородов

Углеводороды – это соединения, состоящие из атомов углерода (C ) и водорода (H). Они классифицируются как:

• Алифатические углеводороды. Они являются неароматическими соединениями. Если их структура замыкается и образует цикл, они называются алициклическими соединениями. Например:
• алканы. Эти соединения ациклические по своей природе (они не образуют циклов) и насыщенные (все их атомы углерода связаны между собой простыми ковалентными связями). Они имеют общую формулу CnH2n+2, где n представляет собой число атомов углерода. Во всех случаях для их названия используется суффикс -ane. Они могут быть:
• Линейные алканы. Они имеют линейную цепочку. Для их названия суффикс -ан сочетается с префиксом, обозначающим количество присутствующих атомов углерода. Например, гексан имеет 6 атомов углерода (hex-) (C6H14). Примеры приведены в Таблица 3 .
  
  Имя Количество углеводов Имя Количество углеводов Имя Количество углеводов Имя Количество углеводов Имя Количество углеводов

  метан		гептан
  этан		октан
  пропан		нонано
  бутан		декан	10
  пентан		undecano	11
  гексан		додекан	12

  Таблица 3: Названия алканов в соответствии с количеством атомов углерода в их структуре.

• Если они не линейны, а разветвлены, необходимо найти самую длинную углеводородную цепь с наибольшим количеством разветвлений (главную цепь), отсчитать атомы углерода от конца, ближайшего к разветвлению, и назвать разветвления, указав их положение в главной цепи (как мы видели с локатором), заменив суффикс -ano на -il (см. Таблица 2 ) и добавив соответствующие числовые приставки, если есть две или более одинаковых цепей. Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она имела наименьшую возможную комбинацию локализаторов. Наконец, основная цепочка называется нормально. Например, 5-этил-2-метилгептан имеет гептановую основную цепь (геп-, 7 атомов углерода) с метильным радикалом (CH3-) на втором атоме углерода и этильным радикалом (C2H5-) на пятом. Это наименьшая возможная комбинация положений ветвей для данного соединения.
  
• алкановые радикалы (образуются при потере атома водорода, присоединенного к одному из их углеводородов). Их названия получают путем замены суффикса -ane на -yl и обозначения через дефис химической связи . Например, из метана (CH4) мы получаем метильный радикал (CH3-).(См. Таблица 2 ). Следует уточнить, что в номенклатурных целях окончание -yl может также использоваться для радикалов, когда они выступают в качестве заместителей. Например:
  
• Циклоалканы. Это алициклические соединения с общей формулой CnH2n. Они называются как линейные алканы, но к названию добавляется префикс цикло-, например, циклобутан, циклопропан, 3-изопропил-1-метил-циклопентан. В этих случаях также следует выбирать наименьшую возможную комбинацию номеров атомов, имеющих заместители. Например:
  
• Алкены и алкины. Они являются ненасыщенными углеводородами, поскольку имеют двойную (алкены) или тройную (алкины) углерод-углеродную связь. Они имеют, соответственно, общие формулы CnH2n и CnH2n-2. Они называются так же, как и алканы, но к ним применяются различные правила, основанные на расположении кратных связей:
• При наличии двойной связи углерод-углерод используется суффикс -ен (вместо -ан, как в алканах) и добавляются соответствующие цифровые префиксы, если соединение имеет более одной двойной связи, например, -диен, -триен, -тетраен.
• При наличии тройной связи углерод-углерод используется суффикс -ino, а если соединение имеет более одной тройной связи, добавляются соответствующие цифровые префиксы, например, -diino, -triino, -tetraino.
• При наличии двойных и тройных связей углерод-углерод используется суффикс -енин, а при наличии нескольких таких кратных связей добавляются соответствующие цифровые префиксы, например, -диенин, -триенин, -тетраенин.
• Местоположение кратной связи обозначается номером первого углерода в связи.
• Если имеются ответвления, то в качестве основной цепи выбирается самая длинная цепь с наибольшим числом двойных или тройных связей. Цепь выбирается таким образом, чтобы локатор двойной или тройной связи был как можно меньше.
• Органические радикалы, происходящие из алкенов, называются путем замены суффикса -ene на -enyl (если в качестве заместителя выступает -enyl), а радикалы, происходящие из алкинов, называются путем замены -ino на -inyl (если в качестве заместителя выступает -inyl).
  Соединение Заменитель Соединение Заменитель

  эфин	этенил	этилен	этинил
  пропен	пропенил	пропин	пропинил
  бутен	бутенил	бутино	бутинил
  пентен	пентенил	пентино	пентинил
  гексен	гексенил	гексино	гексинил
  гептен	гептенил	гептино	гептинил
  октен	октенил	октенил	октинил

  Таблица 4: Названия замещающих радикалов алкенов и алкинов

  

  
  

• Ароматические углеводороды Они известны как арены. Они являются сопряженными циклическими соединениями (в их структуре чередуются одинарные и кратные связи). Они имеют плоскую кольцевую структуру и очень стабильны благодаря сопряжению. Многие из них включают бензол (C6H6) и его производные, хотя существует множество других разновидностей ароматических соединений. Их можно разделить на:
• моноциклический. Они названы по производным от названия бензола (или какого-либо другого ароматического соединения), перечисляя его заместители с префиксной нумерацией (локализаторы). Если ароматическое кольцо имеет несколько заместителей, их называют в алфавитном порядке, всегда ища наименьшую возможную комбинацию локализаторов. Если какой-либо заместитель включает кольцо, он помещается в первое положение на ароматическом кольце и далее именуется в соответствии с алфавитным порядком остальных заместителей. С другой стороны, радикал на бензольном кольце называется фенил (если он выступает в качестве заместителя, -фенил). Например:
  
  Другим способом определения положения заместителей в ароматических углеводородах является использование орто-, мета- и пара-номенклатуры. Это заключается в определении положения других заместителей на основе положения исходного заместителя, например:
  
• Полициклические вещества в основном называются своим родовым именем, так как они являются очень специфическими соединениями. Однако для них также может использоваться суффикс -ен или -енил. Эти полициклы могут быть образованы несколькими конденсированными ароматическими кольцами или соединены связями С-С. В таких соединениях локаторы обычно обозначаются цифрами для основной структуры (той, в которой больше всего циклов) и цифрами с примами для вторичной структуры. Например:
  
• Спирты. Спирты – это органические соединения, содержащие гидроксильную (-OH) группу. Их структура формируется путем замены Н на группу -OH в углеводороде, поэтому они определяются общей формулой R-OH, где R – любая углеводородная цепь. Они названы с использованием суффикса -ол вместо окончания -о соответствующего углеводорода. Если группа -OH выступает в качестве заместителя, то она называется гидрокси-. Если соединение имеет несколько гидроксильных групп, оно называется полиолом или полиолом и имеет название с использованием префиксов числителя.
• Фенолы похожи на спирты, но имеют гидроксильную группу, присоединенную к ароматическому бензольному кольцу, а не к линейному углеводороду. Они имеют формулу Ar-OH. Они также называются с суффиксом -ол, присоединенным к ароматическому углеводороду.                                  Примерами спиртов и фенолов являются:
  
• Эфиры подчиняются общей формуле R-O-R’, где радикалы на концах (R- и R’-) могут быть одинаковыми или разными группами алкильной или арильной группы. Эфиры названы с указанием термина для каждой алкильной или арильной группы в алфавитном порядке, за которым следует слово ‘эфир’. Например:
  
• Амины. Это органические соединения, получаемые из аммиака путем замещения одного или некоторых его гидрогенов алкильными или арильными радикальными группами с получением алифатических аминов и ароматических аминов соответственно. В обоих случаях они называются с использованием суффикса -амин или сохраняется общее название. Например:
  
• Карбоновые кислоты. Это органические соединения, имеющие в своей структуре карбоксильную группу (-COOH). Эта функциональная группа состоит из гидроксильной группы (-OH) и карбонильной группы (-C=O). Для целей наименования цепь с наибольшим числом углеродов, содержащих карбоксильную группу, считается основной цепью. Затем для их названия используется окончание -ico или -oico. Например:
  
• Альдегиды и кетоны. Это органические соединения, имеющие карбонильную функциональную группу. Если карбонил находится на одном конце углеводородной цепи, он является альдегидом и, в свою очередь, связан с водородом и алкильной или арильной группой. Мы будем говорить о кетонах, когда карбонил находится внутри углеводородной цепи и связан посредством атома углерода с алкильными или арильными группами с обеих сторон. Для названия альдегидов используется суффикс -al в конце названия соединения, следуя тем же правилам нумерации в соответствии с количеством атомов. Их также можно назвать, используя общее название карбоновой кислоты, от которой они произошли, и изменив суффикс -ico на -aldehyde. Например:
  
  Для названия кетонов в конце названия соединения используют суффикс -one, следуя тем же правилам нумерации в соответствии с количеством атомов. Вы также можете назвать два радикала, присоединенных к карбонильной группе, за которыми следует слово кетон. Например:
  
• Эстеры. Не путать с эфирами, это кислоты, водород которых замещен алкильным или арильным радикалом. Их названия получают путем изменения суффикса -ic в названии кислоты на -ato, за которым следует название радикала, заменяющего водород, без слова acid. Например:
  
• Амиды. Не следует путать с аминами. Это органические соединения, получаемые путем замены группы -OH эталонной кислоты на группу -NH2. Они названы путем замены окончания -ic в референтной кислоте на -амид. Например:
  
• Галогениды кислот – это органические соединения, полученные из карбоновой кислоты, в которых группа -OH замещена атомом галогенного элемента. Они названы путем замены суффикса -ic на -yl и слова кислота на название галогенида. Например:
  
• Ангидриды кислот. Это органические соединения, получаемые из карбоновых кислот. Они могут быть симметричными или асимметричными. Если они симметричны, их называют, заменяя слово кислота на ангидрид. Например: уксусный ангидрид (от уксусная кислота ). Если это не так, то обе кислоты объединяются и перед ними ставится слово ангидрид. Например:
  
• Нитрилы . Это органические соединения, имеющие функциональную группу -CN. В этом случае окончание -ic референтной кислоты заменяется на -nitrile. Например:
  

Номенклатура в неорганической химии

Соли являются продуктом соединения кислотных и основных веществ.

• Оксиды. Это соединения, образованные кислородом и каким-либо другим металлическим или неметаллическим элементом. Они названы с использованием префиксов в соответствии с количеством атомов в каждой молекуле оксида. Например: триоксид дигалия (Ga2O3), монооксид углерода (CO). Если окисляемый элемент металлический, они называются основными оксидами; если неметаллический, они называются ангидридами или кислотными оксидами. Кислород в оксидах обычно имеет степень окисления -2.
• Пероксиды. Соединения, образующиеся при соединении пероксогруппы (-O-O-) O2-2 и другого химического элемента. Кислород обычно имеет степень окисления -1 в пероксогруппе. Они называются так же, как и оксиды, но со словом пероксид. Например: пероксид кальция (CaO2), пероксид дигидрогена (H2O2).
• Супероксиды. Также известны как гипероксиды. В этих соединениях кислород имеет степень окисления -½. Их регулярно называют как оксиды, но с использованием слов гипероксид или супероксид. Например: супероксид или гипероксид калия (KO2).
• Гидриды. Соединения, состоящие из водорода и другого элемента. Когда другой элемент металлический, они называются гидридами металлов, а когда он неметаллический, они называются гидридами неметаллов. Их номенклатура зависит от металлической или неметаллической природы другого элемента, хотя в некоторых случаях используются общие названия, как в случае с аммиаком (или тригидридом азота).
• Гидриды металлов. Они названы с использованием числового префикса в соответствии с количеством атомов водорода, за которым следует термин гидрид. Например: моногидрид калия (KH), тетрагидрид свинца (PbH4).
• Неметаллические гидриды Неметаллический элемент завершается с помощью -uro, а затем добавляется фраза водорода.  Обычно они находятся в газообразном состоянии. Например: фтористый водород (HF(г)), дигидрогенселенид (H2Se(г)).
• Оксациды. Эти соединения также называют оксокислотами или оксикислотами (а в народе – кислотами). Это кислоты, содержащие кислород. Их номенклатура требует использования префикса, соответствующего количеству атомов кислорода, за которым следует слово oxo вместе с названием неметалла, оканчивающимся на -ato. Водородная фраза добавляется в конце. Например: тетраоксосульфат водорода или серная кислота (H2SO4), диоксосульфат водорода или гипосерная кислота (H2SO2).
• гидразиды. Соединения, состоящие из водорода и неметалла. При растворении в воде они дают кислые растворы. Они называются с использованием префикса кислоты, за которым следует название неметалла, но с окончанием hydric. Например: фтористоводородная кислота (HF(ac)), соляная кислота (HCl(ac)), сероводород (H2S(ac)), сероводородная кислота (H2Se(ac)). Всякий раз, когда представлена формула гидразида, необходимо уточнить, что он находится в водном растворе (ac) (в противном случае его можно спутать с неметаллическим гидридом).
• Гидроксиды или основания. Это соединения, образующиеся при соединении основного оксида и воды. Они распознаются по функциональной группе -OH. Они имеют общее название гидроксид, к которому присоединяются соответствующие префиксы в зависимости от количества присутствующих гидроксильных групп. Например: дигидроксид свинца или гидроксид свинца(II) ( Pb(OH)2 ), гидроксид лития (LiOH).
• соли. Соли являются продуктом соединения кислотных и основных веществ. Они названы в соответствии с их классификацией: нейтральные, кислотные, основные и смешанные.
• Нейтральные соли образуются в результате реакции между кислотой и основанием или гидроксидом, выделяя при этом воду. Они могут быть бинарными и троичными в зависимости от того, является ли кислота гидразидом или оксакислотой.
• Если кислота является гидрацидом, они называются галоидными солями. Для их названия используется суффикс -uro на неметаллический элемент, и префикс, соответствующий количеству этого элемента. Например: хлорид натрия (NaCl), трихлорид железа (FeCl3).
• Если кислота является оксакислотой, их также называют оксисолями или тройными солями. Для их названия используется числовой префикс в соответствии с количеством оксогрупп (количество оксигенов O2-) и суффикс -ato на неметалл, за которым следует состояние окисления неметалла, написанное римскими цифрами и заключенное в скобки. Их также можно назвать, используя название аниона, за которым следует название металла. Например: тетраоксосульфат кальция (VI) (Ca2+, S6+, O2- ) или сульфат кальция (Ca2+, (SO4)2-) (CaSO4), тетраоксофосфат натрия (V) (Na1+, P5+, O2-) или фосфат натрия (Na1+, (PO4)3-) (Na3PO4).
• Кислые соли. Они образуются при замене водорода в кислоте на атомы металла. Их номенклатура такая же, как и у тройных нейтральных солей, но с добавлением слова водород. Например: гидросульфат натрия (VI) (NaHSO4), водород в серной кислоте (H2SO4) замещается атомом натрия, гидрокарбонат калия (KHCO3), водород в угольной кислоте (H2CO3) замещается атомом калия.
• Основные соли. Они образуются при замене гидроксильных групп основания на анионы кислоты. Их номенклатура зависит от того, оксикислота это или оксакислота.
• Если кислота является гидразидом, то название неметалла используется с суффиксом -uro и префиксом числового префикса количества групп -OH, за которым следует термин гидрокси. При необходимости в конце добавляется степень окисления металла. Например: FeCl(OH)2 – это дигидроксихлорид железа(III).
• Если кислота является оксакислотой, то используется термин гидрокси с соответствующим цифровым префиксом. Затем добавляется суффикс, соответствующий количеству оксо-групп, и неметалл завершается с помощью -ato, за которым следует его степень окисления, написанная римскими цифрами и заключенная в скобки. Наконец, за названием металла следует его степень окисления, написанная римскими цифрами и заключенная в скобки. Например: Ni2(OH)4SO3 – тетрагидрокситриоксосульфат никеля (III) (IV).
• Смешанные соли. Они образуются при замене гидрогенов кислоты на атомы металлов из различных гидроксидов. Их номенклатура идентична номенклатуре солей кислот, но включает оба элемента. Например: тетраоксосульфат калия-натрия (NaKSO4).

Номенклатура ИЮПАК

IUPAC (Международный союз теоретической и прикладной химии) – это международная организация , занимающаяся установлением универсальных правил химической номенклатуры

Его система, предложенная как простая, унифицированная система, известна как номенклатура ИЮПАК и отличается от традиционной номенклатуры тем, что она более конкретна при наименовании соединений, поскольку не только дает им названия, но и уточняет количество каждого химического элемента в соединении