kemisk nomenklatur

Kemi

2022

Vi forklarer, hvad den kemiske nomenklatur er og dens forskellige typer. Også nomenklaturerne i organisk og uorganisk kemi.

Den kemiske nomenklatur navngiver, organiserer og klassificerer de forskellige kemiske forbindelser.

Hvad er den kemiske nomenklatur?

I kemi Det er kendt som nomenklatur (eller kemisk nomenklatur) for det sæt af regler og formler, der bestemmer måden at navngive og repræsentere de forskellige kemiske forbindelser, der er kendt af menneske, afhængigt af elementer der komponerer dem og del i hvert element.

Betydningen af ​​kemisk nomenklatur ligger i muligheden for at navngive, organisere og klassificere de forskellige typer af kemiske forbindelser, på en sådan måde, at det kun med deres identificerende udtryk er muligt at få en idé om, hvilken type grundstoffer der sammensætter dem, og derfor hvilken type reaktioner der kan forventes fra disse forbindelser.

Der er tre kemiske nomenklatursystemer:

  • Støkiometrisk eller systematisk system (anbefalet af IUPAC). Navngiv forbindelserne ud fra antallet af atomer af hvert element, der udgør dem. For eksempel: Forbindelsen Ni2O3 kaldes dinikkeltrioxid.
  • Funktionelt, klassisk eller traditionelt system. Den bruger forskellige suffikser og præfikser (såsom -oso, -ico, hypo-, per-) afhængigt af Valencia atomare grundstof i forbindelsen. Dette navnesystem er stort set ude af brug. For eksempel: Forbindelsen Ni2O3 kaldes nikkeloxid.
  • LAGERsystem. I dette system er navnet på sammensatte Inkluderer i romertal (og nogle gange som et underskrift) valensen af ​​de atomer, der er til stede i det sammensatte molekyle. For eksempel: Forbindelsen Ni2O3 kaldes oxid nikkel (III).

Til gengæld varierer den kemiske nomenklatur alt efter om det er organiske forbindelser el uorganisk.

Nomenklatur i organisk kemi

Aromatiske carbonhydrider kan være monocykliske eller polycykliske.

Før man taler om nomenklaturen af ​​de forskellige typer organiske forbindelser, er det nødvendigt at definere udtrykket "locator". Lokalisatoren er det tal, der bruges til at angive positionen af ​​et atom i en kulbrintekæde eller -cyklus. For eksempel, i tilfælde af pentan (C5H12) og cyclopentan (C5H10), er hvert carbonatom opført som vist i følgende figur:

På den anden side er det praktisk at nævne tetravalensen af ​​carbon, hvilket betyder, at dette element har 4 valenser, derfor kan det kun danne 4 bindinger med en bred kombination af dem. Det forklarer grunden til, at vi i hver organisk forbindelse næsten aldrig vil se eller sætte et carbonatom med mere end 4 bindinger.

I organisk kemi er der hovedsageligt to nomenklatursystemer:

  • Erstatningsnomenklatur. Et hydrogen med carbonhydridstrukturen erstattes af den tilsvarende funktionelle gruppe. Afhængigt af om den funktionelle gruppe fungerer som en substituent eller som en hovedfunktion, vil den blive navngivet som et præfiks eller suffiks af navnet på kulbrinte. For eksempel:
    • Hovedfunktion. Et hydrogen på carbon 3 af pentan er erstattet af gruppen -OH (-ol). Det hedder: 3-pentanol.
    • Substitut. Et brint af kulstof 1 af pentan er erstattet af gruppen -Cl (chlor-), det hedder, 1-chlorpentan. Hvis et brint af carbon 2 er substitueret, kaldes det 2-chlorpentan.

Præcisering: Hydrogenerne i ovenstående strukturer er underforstået for overskuelighedens skyld. Hver forening mellem to linjer betyder, at der er et carbonatom med dets tilsvarende hydrogener, der altid respekterer tetravalens.

  • Radikal funktion nomenklatur. Navnet på radikalet, der svarer til carbonhydriden, sættes som suffiks eller præfiks af det funktionelle gruppenavn. I tilfælde af at det er en funktionel gruppe af hovedfunktionstypen, vil det for eksempel være pentylamin eller 2-pentylamin. I tilfælde af at det er en funktionel gruppe af substituenttypen, vil det for eksempel være pentylchlorid (det kan ses, at det er den samme struktur som 1-chlorpentan, men ved at bruge en anden nomenklatur til at navngive det).

    Præfiks Funktionel gruppe Præfiks Funktionel gruppe
    -F fluoro- -NO2 nitro-
    -Cl klor- -ELLER R-oxy-
    -Br brom- -INGEN nitrøse-
    -JEG jod- -N3 azido-

    Tabel 1: Meget almindelige substituentnavne.

    Tabel 2: Meget almindelige organiske radikalnavne.

Kulbrintenomenklatur

Kulbrinter er forbindelser opbygget af carbon (C) og hydrogen (H) atomer. De er klassificeret i:

  • Alifatiske kulbrinter. De er ikke-aromatiske forbindelser. Hvis deres struktur lukker og danner en cyklus, kaldes de alicykliske forbindelser. For eksempel:
    • Alkaner De er forbindelser af acyklisk natur (der ikke danner cyklusser) og mættede (alle deres kulstofatomer er forbundet med hinanden med kovalente bindinger enkel). De reagerer på den generelle formel CnH2n + 2, hvor n repræsenterer antallet af kulstofatomer. I alle tilfælde bruges suffikset -ano til at navngive dem. De kan være:
      • Lineære alkaner. De har en lineær kæde. For at navngive dem vil suffikset -ano blive kombineret med præfikset, der angiver antallet af tilstedeværende carbonatomer. For eksempel har hexan 6 carbonatomer (hex-) (C6H14). Nogle eksempler er vist i tabel 3.

        Navn Mængden af ​​kulstof Navn Mængden af ​​kulstof
        metan 1 heptan 7
        ethan 2 oktan 8
        propan 3 nonano 9
        butan 4 dekan 10
        pentan 5 undecane 11
        hexan 6 dodecan 12

        Tabel 3: Navne på alkaner efter mængden af ​​kulstofatomer, som deres struktur indeholder.

      • Forgrenede alkaner. Hvis de ikke er lineære, men forgrenede, skal den længste kulbrintekæde med flest forgreninger (hovedkæden) findes, dens kulstofatomer tælles fra den ende, der er tættest på grenen, og grenene navngives for at angive deres position i hovedkæden ( som vi så med locatoren), udskiftning af suffikset -ano med -il (se tabel 2) og tilføjelse af de tilsvarende numeriske præfikser, hvis der er to eller flere lige store strenge. Hovedkæden er valgt, så den har den mindst mulige kombination af locatorer. Endelig hedder hovedkæden normalt. For eksempel har 5-ethyl-2-methylheptan en heptan-rygrad (hep-, 7 carbonatomer) med et methylradikal (CH3-) på det andet carbonatom og et ethylradikal (C2H5-) på det femte. . Dette er den mindst mulige kombination af grenpositioner for denne forbindelse.
      • Alkanradikaler (fremstillet ved at miste et brintatom bundet til et af dets carbonatomer). De navngives ved at erstatte suffikset -ano med -ilo og angive det med en bindestreg i Kemisk binding For eksempel opnås methylgruppen (CH3-) fra methan (CH4). (Se tabel 2). Det skal præciseres, at for nomenklatur kan endelsen -il også bruges for radikaler, når de fungerer som substituenter. For eksempel:
    • Cykloalkaner. De er alicykliske forbindelser, der reagerer på den generelle formel CnH2n. De er opkaldt efter de lineære alkaner, men tilføjer præfikset cyclo- til navnet, for eksempel cyclobutan, cyclopropan, 3-isopropyl-1-methyl-cyclopentan. I disse tilfælde bør den mindst mulige kombination af antallet af de atomer, der har substituenter, også vælges. For eksempel:
    • Alkener og alkyner. De er umættede kulbrinter, da de har en dobbelt (alkener) eller tredobbelt (alkyn) kulstof-kulstofbinding. De reagerer hhv formler generelt CnH2n og CnH2n-2. De er navngivet på samme måde som alkaner, men forskellige regler gælder for dem baseret på placeringen af ​​deres multiple bindinger:
      • Når der er en carbon-carbon dobbeltbinding, bruges endelsen -en (i stedet for -an som i alkaner) og de respektive talpræfikser tilføjes, hvis forbindelsen har mere end én dobbeltbinding, f.eks. -dien, -trien, -tetraen.
      • Når der er en carbon-carbon tripelbinding, bruges suffikset -ino, og de respektive talpræfikser tilføjes, hvis forbindelsen har mere end én tripelbinding, f.eks. -diino, -triino, -tetraino.
      • Når der er carbon-carbon dobbelt- og tripelbindinger, bruges suffikset -enino og de respektive talpræfikser tilføjes, hvis der er flere af disse multiple bindinger, for eksempel -dienino, -trienino, -tetraenino.
      • Placeringen af ​​multipelbindingen er angivet med nummeret på det første kulstof i den binding.
      • Hvis der er forgreninger, vælges den længste kæde med det største antal dobbelt- eller tredobbeltbindinger som hovedkæde. Kæden er valgt ud fra, at placeringen af ​​dobbelt- eller tredobbeltbindingen skal være så lille som muligt.
      • Organiske radikaler, der kommer fra alkener, navngives ved at substituere suffikset -eno for -enyl (hvis det fungerer som en substituent, -enyl) og radikaler, der kommer fra alkyner, er substitueret -ino for -inyl (hvis det fungerer som en substituent, -inyl ).
        Forbindelse Substitut Forbindelse Substitut
        ethen ethenyl ethyn ethinyl
        propen propenyl tip propynyl
        buten butenyl butino butynyl
        penten pentenyl pentine pentynyl
        hexen hexenyl hexin hexinyl
        hepten heptenyl heptin heptinyl
        okten octenyl oktober octinyl

        Tabel 4: Navne på substituentradikaler af alkener og alkyner.


  • Aromatiske kulbrinter. De er kendt som arenoer. De er konjugerede cykliske forbindelser (alternerende en enkeltbinding og en multipelbinding i deres struktur). De har ringe af flade strukturer og meget stabile på grund af konjugation. Mange inkluderer benzen (C6H6) og dets derivater, selvom der er talrige andre varianter af aromatiske forbindelser. De kan klassificeres i:
    • Monocyklisk. De er navngivet fra afledninger af navnet på benzen (eller en anden aromatisk forbindelse), der angiver dets substituenter med tællerpræfikser (locatorer). Hvis den aromatiske ring har flere substituenter, er de navngivet i alfabetisk rækkefølge, altid på udkig efter den mindst mulige kombination af locatorer. Hvis en substituent involverer en ring, sættes denne i position 1 i den aromatiske ring, og den bliver ved med at blive navngivet i henhold til den alfabetiske rækkefølge af resten af ​​substituenterne. På den anden side kaldes benzenringens radikal phenyl (hvis det virker som en substituent, -phenyl). For eksempel:

      En anden måde at definere substituenternes position i aromatiske carbonhydrider på er ved at bruge ortho-, meta- og paranomenklaturen. Dette består i at lokalisere positionen af ​​andre substituenter baseret på positionen af ​​en initial substituent, for eksempel:
    • Polycyklisk. De er for det meste navngivet af deres generiske navn, da de er meget specifikke forbindelser. Men suffikset -eno eller -enyl kan også bruges til dem. Disse polycykler kan dannes af flere fusionerede aromatiske ringe eller forbundet med C-C-bindinger. I disse forbindelser er locatorerne normalt sat med tal for hovedstrukturen (den med flest cyklusser) og med tal med "præmier" for den sekundære struktur. For eksempel:
  • Alkoholer. Alkoholer er organiske forbindelser, der indeholder en hydroxylgruppe (-OH).Deres struktur er dannet ved at substituere en H for gruppen -OH i et carbonhydrid, derfor er de defineret af den almene formel R-OH, hvor R er en hvilken som helst carbonhydridkæde. De navngives ved at bruge suffikset -ol i stedet for endelsen -o af det tilsvarende kulbrinte. Hvis gruppen -OH fungerer som en substituent, kaldes den hydroxy-. Hvis en forbindelse har flere hydroxylgrupper, kaldes den en polyol eller polyol, og den er navngivet ved nummereringspræfikser.
  • Fenoler Phenoler ligner alkoholer, men har hydroxylgruppen knyttet til en aromatisk benzenring i stedet for et lineært carbonhydrid. De reagerer på formlen Ar-OH. For at navngive dem bruges suffikset -ol også sammen med det aromatiske kulbrinte. Nogle eksempler på alkoholer og phenoler er:
  • Ethere Ethererne er styret af den almene formel R-O-R', hvor radikalerne i enderne (R- og R'-) kan være identiske eller forskellige fra alkyl- eller arylgruppen. Ethere er opkaldt efter enden af ​​hver alkyl- eller arylgruppe i alfabetisk rækkefølge efterfulgt af ordet "ether". For eksempel:
  • Aminer De er organiske forbindelser afledt af ammoniak ved substitution af et eller nogle af dets hydrogenatomer med radikale alkyl- eller arylgrupper, hvorved der opnås henholdsvis alifatiske aminer og aromatiske aminer. I begge tilfælde er de navngivet ved hjælp af suffikset -amin eller det generelle navn er bevaret. For eksempel:
  • Carboxylsyrer. De er organiske forbindelser, der har en carboxylgruppe (-COOH) som en del af deres struktur. Denne funktionelle gruppe er sammensat af en hydroxylgruppe (-OH) og en carbonylgruppe (-C = O). For at nævne dem betragtes kæden med det højeste antal carbonatomer, der indeholder carboxylgruppen, som hovedkæden. Derefter bruges det som endelse -ico eller -oico for at navngive dem. For eksempel:
  • Aldehyder og ketoner. De er organiske forbindelser, der har en funktionel carbonylgruppe. Hvis carbonylet findes i den ene ende af carbonhydridkæden, vil vi tale om et aldehyd, og det vil igen være bundet til en hydrogen og en alkyl- eller arylgruppe. Vi vil tale om ketoner, når carbonyl er inden for carbonhydridkæden og forbundet gennem carbonatomet til alkyl- eller arylgrupper på begge sider. For at navngive aldehyder bruges suffikset -al i slutningen af ​​navnet på forbindelsen, efter de samme nummereringsregler i henhold til antallet af atomer. De kan også navngives ved at bruge det generelle navn på den carboxylsyre, de kommer fra, og ved at ændre suffikset -ico til -aldehyd. For eksempel:

    For at navngive ketoner bruges suffikset -one i slutningen af ​​navnet på forbindelsen, efter de samme nummereringsregler i henhold til antallet af atomer. Du kan også navngive de to radikaler knyttet til carbonylgruppen efterfulgt af ordet keton. For eksempel:
  • Estere De må ikke forveksles med ethere, da de er syrer, hvis brint er erstattet af et alkyl- eller arylradikal. De navngives ved at ændre syrens suffiks -ico med -ate, efterfulgt af navnet på radikalet, der erstatter brinten, uden ordet "syre". For eksempel:
  • Amider De må ikke forveksles med aminer. De er organiske forbindelser, der fremstilles ved at substituere -OH-gruppen i en referencesyre med -NH2-gruppen. De er navngivet ved at substituere -amid med -ico-enden af ​​referencesyren. For eksempel:
  • Syrehalogenider. De er organiske forbindelser afledt af en carboxylsyre, hvor -OH-gruppen er erstattet af et atom af et halogenelement. De er navngivet ved at erstatte -yl med suffikset -ico og ordet "syre" for navnet på halogenidet. For eksempel:
  • Syreanhydrider. De er organiske forbindelser afledt af carboxylsyrer. De kan være symmetriske eller asymmetriske. Hvis de er symmetriske, er de navngivet og erstatter ordet syre med "anhydrid". For eksempel: eddikesyreanhydrid (fra eddikesyre). Hvis de ikke er det, kombineres begge syrer og indledes med ordet "anhydrid". For eksempel:
  • Nitriler. De er organiske forbindelser, der har den funktionelle gruppe -CN. I dette tilfælde erstattes -ico-termineringen af ​​referencesyren med -nitril. For eksempel:

Nomenklatur i uorganisk kemi

Salte er produktet af foreningen af ​​sure og basiske stoffer.
  • Oxider. De er forbindelser, der er dannet med ilt og nogle andre metallisk element eller ikke metallisk. De er navngivet ved hjælp af præfikser i henhold til antallet af atomer, som hvert oxidmolekyle har. For eksempel: digaliumtrioxid (Ga2O3), kulilte (CO). Når det oxiderede grundstof er metallisk, kaldes de basiske oxider; når det er ikke-metallisk, kaldes de syreanhydrider eller oxider. Generelt har oxygen i oxider en oxidationstilstand på -2.
  • Peroxider De er forbindelser dannet af kombinationen af ​​peroxogruppen (-O-O-) O2-2 og en anden kemisk element. Generelt har oxygen oxidationstilstand -1 i peroxogruppen. De hedder det samme som oxider, men med ordet "peroxid". For eksempel: calciumperoxid (CaO2), dihydrogenperoxid (H2O2).
  • Superoxider De er også kendt som hyperoxider. Ilt har en -½ oxidationstilstand i disse forbindelser. De er regelmæssigt opkaldt efter oxider, men bruger ordet "hyperoxid" eller "superoxid." For eksempel: kaliumsuperoxid eller hyperoxid (KO2).
  • Hydrider De er forbindelser dannet af brint og et andet grundstof. Når det andet grundstof er metallisk, kaldes de metalliske hydrider, og når det ikke er metalliske, kaldes de ikke-metalliske hydrider. Dens nomenklatur afhænger af det andet grundstofs metalliske eller ikke-metalliske natur, selvom de almindelige navne i nogle tilfælde bruges, som i ammoniak (eller nitrogentrihydrid).
    • Metalhydrider. For at navngive dem bruges det numeriske præfiks i henhold til antallet af brintatomer efterfulgt af udtrykket "hydrid". For eksempel: kaliummonohydrid (KH), blytetrahydrid (PbH4).
    • Ikke-metalliske hydrider. Endelsen -ide tilføjes til det ikke-metalliske grundstof, og derefter tilføjes udtrykket "brint". De findes normalt i gasformig tilstand. For eksempel: hydrogenfluorid (HF (g)), dihydrogenselenid (H2Se (g)).
  • Oxsyrer. Det er forbindelser, der også kaldes oxosyrer eller oxysyrer (og populært "syrer"). Det er syrer, der indeholder ilt. Dens nomenklatur kræver brug af præfikset svarende til antallet af oxygenatomer, efterfulgt af ordet "oxo" knyttet til navnet på ikke-metallet, der ender på "-ate". Til sidst tilføjes udtrykket "brint". For eksempel: hydrogentetraoxosulfat eller svovlsyre (H2SO4), hydrogendioxosulfat eller hyposvovlsyre (H2SO2).
  • Hydracider. De er forbindelser dannet af brint og et ikke-metal. Ved at opløse dem i Vand de giver sure opløsninger. De er navngivet ved hjælp af præfikset "syre" efterfulgt af navnet på ikke-metallet, men med slutningen "hydrisk". For eksempel: flussyre (HF (aq)), saltsyre (HCl (aq)), svovlbrinte (H2S (aq)), selenhydridsyre (H2Se (aq)). Når formlen for en hydracid er repræsenteret, skal det præciseres, at den er i vandig opløsning (aq) (ellers kan den forveksles med et ikke-metallisk hydrid).
  • Hydroxider el baser. De er forbindelser dannet ved foreningen af ​​et basisk oxid og vand. De genkendes af den funktionelle gruppe -OH. De er generisk navngivet som hydroxid, knyttet til de respektive præfikser afhængigt af mængden af ​​tilstedeværende hydroxylgrupper. For eksempel: blydihydroxid eller bly(II)hydroxid (Pb (OH) 2), lithium (LiOH).
  • Du går ud. Salte er produktet af foreningen af ​​sure og basiske stoffer. De er navngivet efter deres klassificering: neutrale, sure, basiske og blandede.
    • Neutrale salte. De dannes ved reaktionen mellem en syre og en base eller hydroxid, hvorved der frigives vand i processen. De kan være binære og ternære afhængigt af, om syren er en hydracid eller en oxsyre.
      • Hvis syren er en hydracid, kaldes de halogenoidsalte. De er navngivet ved hjælp af suffikset -uro på det ikke-metalliske element, og præfikset svarende til mængden af ​​dette element. For eksempel: natriumchlorid (NaCl), jerntrichlorid (FeCl3).
      • Hvis syren er en oxsyre, kaldes de også for oxysalte eller ternære salte. De er navngivet ved hjælp af det numeriske præfiks i henhold til mængden af ​​"oxo"-grupper (mængden af ​​oxygen O2-), og suffikset -ate i ikke-metallet, efterfulgt af oxidationstilstanden for ikke-metallet skrevet i romertal og i parentes. De kan også navngives ved at bruge navnet på anionen efterfulgt af navnet på metallet. For eksempel: calciumtetraoxosulfat (VI) (Ca2+, S6+, O2-) eller calciumsulfat (Ca2+, (SO4) 2-) (CaSO4), natriumtetraoxyphosphat (V) (Na1+, P5+, O2-) eller phosphatnatrium (Na1+, (PO4) 3-) (Na3PO4).
    • Syresalte. De dannes ved at erstatte brint i en syre med metalatomer. Dens nomenklatur er den samme som for de ternære neutrale salte, men tilføjer ordet "brint". For eksempel: natriumhydrogensulfat (VI) (NaHSO4), et brint fra svovlsyre (H2SO4) udskiftes med et natriumatom, kaliumhydrogencarbonat (KHCO3), et brint fra kulsyre (H2CO3) udskiftes med et kaliumatom .
    • Grundlæggende salte. De dannes ved at erstatte hydroxylgrupperne i en base med anionerne af en syre. Dens nomenklatur afhænger af eller en oxsyre.
      • Hvis syren er en hydracid, bruges navnet på ikke-metallet med suffikset -ide, og præfikset for antallet af -OH-grupper indsættes foran, efterfulgt af udtrykket "hydroxy". Til sidst indstilles metallets oxidationstilstand om nødvendigt. For eksempel: FeCl (OH) 2 ville være jern (III) dihydroxychlorid.
      • Hvis syren er en oxsyre, bruges udtrykket "hydroxy" med dets tilsvarende præfiksnummer. Derefter tilføjes suffikset svarende til antallet af "oxo"-grupper, og termineringen -ate tilføjes til ikke-metallet, efterfulgt af dets oxidationstilstand skrevet i romertal og i parentes. Til sidst sættes metallets navn efterfulgt af dets oxidationstilstand skrevet i romertal og i parentes. For eksempel: Ni2 (OH) 4SO3 ville være nikkel (III) tetrahydroxytrioxosulfat (IV).
    • Blandede salte. De fremstilles ved at erstatte en syres hydrogenatomer med metalatomer af forskellige hydroxider. Dens nomenklatur er identisk med syresalte, men omfatter begge elementer. For eksempel: natriumkaliumtetraoxosulfat (NaKSO4).

IUPAC nomenklatur

IUPAC (akronym for International Union of Pure and Applied Chemistry, dvs. International Union of Pure and Applied Chemistry) er organisation International dedikeret til at etablere de universelle regler for kemisk nomenklatur.

Hans system, foreslået som et simpelt og samlende system, er kendt som IUPAC-nomenklaturen og adskiller sig fra den traditionelle nomenklatur ved, at det er mere specifikt, når man navngiver forbindelser, da det ikke kun navngiver dem, men også tydeliggør mængden af ​​hvert kemisk element. forbindelsen.

!-- GDPR -->