НОМЕНКЛАТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Вводная часть
Во времена алхимии и следующего этапа – «пневматической» химии (период открытия и изучения газов) названия веществам давали по их свойствам, а также по применению, по месту нахождения, по сырью, из которого они были выделены, или по именам авторов, получивших их впервые. Например: водород, берлинская лазурь (KFe[Fe(CN)6 ] ), соль Глаубера (Na2SO4 
10H2 O ). Но
новые исследования в области химии, а также потребность в справочной литературе привели к созданию в 1787 г. Комиссией1 Парижской Академии наук рациональной номенклатуры.
По новой номенклатуре для наименования химического вещества предлагалось брать корни греческого или латинского названия его составных частей, а если элемент образует несколько соединений одного класса, то в названии изменяли суффиксы (например, сульфит и сульфат натрия). В России рациональную номенклатуру впервые применил академик Севергин (русский химик, минералог) в своей книге «Пробирное искусство» (1801 г.). Решающий вклад в оформление русской номенклатуры неорганических веществ внес Д.И. Менделеев в своем учебнике «Основы химии» (8 изданий на протяжении
1869-1906 гг.).
В 1957 г. Международный союз по чистой и прикладной химии (ИЮПАК) разработал более унифицированные правила номенклатуры соединений
– СИ (система2 интернациональная), которые были расширены и уточнены в
1971 и в 1977 гг.
Цель номенклатуры ИЮПАК – стандартизация названий веществ в такой степени, чтобы по ним можно было составлять стехиометрические формулы, отражающие состав и отчасти строение данного соединения.
Отметим, что систематическая номенклатура ИЮПАК оказалась сложной для машинной обработки и поэтому наряду с ней создана и успешно развивается номенклатура «Chemical Abstract Service» (CAS). Регистрационная система, основанная на номенклатуре CAS, позволяет идентифицировать вещество по структуре и присваивать ему кодовый регистрационный номер, выраженный тремя группами цифр3.
Номенклатура неорганических соединений ИЮПАК Общие сведения. Химическая номенклатура включает формулы ве-
ществ и их названия. Переход от формул к названиям определяется системой
1В комиссию входили Л. Гитон де Морво, К. Бертолле, А. Фуркуруа и А. Лавуазье.
2Поэтому названия веществ (и номенклатура) называются систематическими.
3Пакет химических программ ACDLABS (http://www.acdlabs.com) создает за считанные минуты систематическое название по структурной формуле вещества.
4
правил. По правилам ИЮПАК каждое соединение получает в соответствии с его формулой систематическое название, полностью отражающее его состав.
Для ограниченного числа наиболее распространенных веществ разрешается использование исторически сложившихся (традиционных) названий: карбонат, сульфат и др. которые, однако, требуют дополнительного запоминания, т.к. не дают точного представления о составе; допускается также небольшое число специальных названий – вода, аммиак, гидразин и некоторые другие.
Систематические названия простых соединений. Простые вещества называют так же, как и соответствующие химические элементы (Э) за исключением углерода. Для аллотропных форм простых соединений с молекулярной структурой в названиях указывают число атомов в молекуле с помощью грече-
ских числовых приставок: 1 – моно, 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, |
5 – пента, 6 |
– гекса, 7 – гепта, 8 – окта, 9 – нано, 10 – дека, 11 – ундека, |
12 – додека. |
Числительные более 12 указываются арабскими цифрами через дефис и читаются как количественные. Неопределенное число атомов обозначается приставкой – поли. Для твердых полиморфных форм используют греческие буквы: альфа ( ), бета ( ), гамма ( ), дельта ( ) и т.д., начиная с низкотемпературной модификации.
Примеры систематических названий простых соединение (в скобках – традиционные названия): Н – моноводород (атомарный водород), H2 – диво-
дород (молекулярный), O3 – трикислород (озон), |
P4 |
– тетрафосфор (белый |
|
фосфор), |
Pn – полифосфор (черный), S8 – цикло-октасера (циклические моле- |
||
кулы S8 ), |
-S – -cера (сера ромбическая), -S |
– |
-сера (сера моноклин- |
ная), Sn пей), Sам.
–катена-полисера (сера пластическая – построена из полимерных це-
–cера аморфная.
Названия простых ионов. Систематическое название простых, т.е. одноэлементных катионов строится из слова «катион» в именительном падеже и русского названия Э в родительном падеже, если катион одноатомный. (В случае необходимости в скобках указывают заряд катиона римской цифрой.) Например: H
– катион водорода, Al3+ – катион алюминия, Fe2+ – катион железа(II) (читается «катион железа два»), Fe3+ - катион железа(III).
Если катион многоатомный, то числовой приставкой указывается число атомов, а заряд иона – арабской цифрой со знаком «+» – это способ ЭвансаБассета. Например, H2 – катион диводорода (1+) (читается: «катион диводорода один плюс»), Hg22
– катион диртути (2+), O2 – катион дикислорода (1+).
Систематические названия одноэлементных анионов строятся из корня латинского названия Э, суффикса «-ид» и слова «ион» (через дефис). Например, H
– гидрид-ион, N3
– нитрид-ион. Изменения в названии при переходе к многоатомным анионам аналогичны изложенным для катионов, например:
I3 – трииодид(1–)-ион.
5
Распространенным анионам вместо систематических присвоены специальные названия: C22
– ацетиленид-ион, O22
– пероксид-ион, O2 – надпероксидион, O3 –озонид-ион, N3 – азид-ион.
Названия сложных катионов и анионов. Названия сложных (двух- и
более элементных) ионов строятся по принципам номенклатуры комплексных соединений1 (КС) [8], в которых различают центральный атом (ц.а.) и атомы или молекулы, или ионы, связанные с ним, т.е. лиганды2 (L). Например, в комплексе BF4 ц.а. – это катион бора(III), а L – фторид-анионы.
Название комплексного иона начинается с названия лигандов (табл. 2) с указанием количества одинаковых L численной приставкой. При наличии различных лигандов их перечень, если они одноатомны, идет в соответствии с уменьшением электроотрицательности (ЭО) по формуле справа налево.
Если лиганды многоатомные, то вначале в формуле записываются положительно заряженные L, затем нейтральные и, наконец, отрицательно заряженные. Внутри группы расположение многоатомных лигандов соответствует ЭО элемента первого в формуле L, а при одинаковых первых – второго. В табл. 2 лиганды расположены в порядке записи их в формуле КС (слева направо). После перечня L идет название ц.а. – русское для комплексных катионов (например, 
– катион гексаакваалюминия), а в случае комплексных
анионов – используют корень латинского названия, добавляя суффикс «-ат»
– тетрафтороборат-анион). Если нужно, указывают степень окисления (ст.ок.) ц.а. (римской цифрой): Hg 2 Cl
катион хлородиртути(I), [Fe(OH)6 ]4
–
гексагидроксоферрат(II)-анион.
Таблица 2. Названия некоторых лигандов
H |
Гидро |
H2 O |
Аква |
CO |
Карбонил |
C2H4 |
Этилен |
NH 3 |
Аммин |
NO |
Нитрозил |
H |
Гидридо |
CN |
Циано |
CNS |
тиоциано (родано) |
C2 O24 |
Оксалато |
S2 |
Тио |
SO24 |
Сульфато |
I |
Иодо |
Br |
Бромо |
1Слово «комплекс» образовалось от лат. «complex» – сложный.
2От лат. «liqare» – связывать, соединять.
6
|
Cl |
|
|
Хлоро |
|
|
|
N3 |
|
|
Нитридо |
|
|
|
NO 2 (связь с ц.а. через N) |
|
Нитро |
|
|
|
|
ONO (связь с ц.а. через O) |
|
Нитрито |
|
|
|
|
NO 3 |
|
|
Нитрато |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O2 |
|
|
Оксо |
|
|
|
O22 |
|
|
Пероксо |
|
|
|
OH |
|
|
Гидроксо |
|
|
|
F |
|
|
Фторо |
|
|
|
Некоторым многоатомным |
ионам |
даны |
специальные |
названия: |
|
N2H5 - катион гидразиния (1+), |
OH – гидроксид-ион, N2H62 – катион гид- |
|||||
разиния (2+), CN – цианид-ион, NH3OH – катион гидроксиламиния, |
CN22 – |
|||||
цианамид-ион, VO2 – катион ванадила, NH2 – имид-ион, NO – катион нитро- |
||||||
зила, NH 2 – амид-ион, NO 2 – катион нитронила, |
NO – нитрозид-ион. |
|||||
Катионы, образованные элементами с водородом и включающие большее число атомов водорода, чем требуется по правилу нейтральности, носят групповое название – ониевые катионы. Их специальные названия: H2F 
– ка-
тион фторония, |
PH |
4 |
– катион фосфония, H |
O |
– катион оксония1, AsH |
– кати- |
|
|
3 |
|
4 |
|
|
он арсония, NH 4 |
– катион аммония, SbH4 – катион стибония. Если атомы водо- |
|||||
рода замещены на другие элементы, то их указывают в названии: NF4 – катион тетрафтораммония.
Названия сложных веществ. Химическая формула сложного соединения обычно включает в себя катион (или положительно заряженную составляющую) и анион (или отрицательно заряженную составляющую). Причем катион в формуле ставится на первое место, анион – на второе (исключение: NH2 OH , NH 3 и N2H4 ). Если катионов или анионов несколько, то первым пишет-
ся ион менее электроотрицательного элемента, например: KNaCl2 , NaNH 4 Cl2 2 ,
Ba2 (SeO4 )(SO4 ) .
Названия отрицательно и положительно заряженных составляющих в сложных веществах строятся, как и названия свободных ионов, лишь слова «катион» и «анион» опускаются. Составлять систематическое название сложного соединения, например, Mn2 O7 можно двумя способами: 1) используя числовые приставки: гептаоксид димарганца; 2) указывая ст.ок. менее электроотрицательного элемента: оксид марганца(VII) – способ Штока.
Названия, построенные по второму способу, менее громоздки, но первый способ более универсален и точен. Например, не годится метод Штока в
1Частица H3O+ – обычно называется катионом гидроксония.
2В формулах сложных солей катионы на основе неметаллических элементов (NH4+ и др.) располагают после катионов металлов с тем же зарядом.
7