I . Номенклатура неорганических соединений

Виды номенклатуры

Номенклатура неорганических веществ состоит из формул и названий. Химическая формула - изображение состава вещества с помощью символов химических элементов, числовых индексов и некоторых других знаков. Химическое название  - изображение состава вещества с помощью слова или группы слов. Построение химических формул и названий определяется системой номенклатурных правил. Символы и наименования химических элементов приведены в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Элементы условно делят на металлы и неметаллы. К неметаллам относят все элементы VIII А-группы (благородные газы) и VII А-группы (галогены), элементы VI А-группы (кроме полония), элементы азот, фосфор, мышьяк (V А-группа); углерод, кремний (IV А-группа); бор (III А-группа), а также водород. Остальные элементы относят к металлам.

• Система наименований химических соединений длительное время развивалась хаотично, наименования давались в основном первооткрывателями каких-либо соединений. Многие вещества известны настолько давно, что происхождение их наименований носит легендарный характер. Исторически сложившиеся «собственные имена» выделяют как тривиальные названия. Они не вытекают из каких-либо единых систематических принципов, не выражают строения соединения и чрезвычайно разнообразны. Например: рудничный газ CH₄, винный спирт C₂H₅OH, ванилин C₈H₈O₃, сода NaHCO₃.  К тривиальным относятся все названия минералов (природных веществ, составляющих горные породы), например: SO₂ - кварц; NaCI - каменная соль, или галит; ZnS - цинковая обманка, или сфалерит; FeO –Fe₂O₃ - магнитный железняк, или магнетит; MnO₂ - пиролюзит; CaF₂ - плавиковый шпат, или флюорит; некоторые соли: желтая кровяная соль (гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(CN)₆ ]), красная кровяная соль (гексацианоферрат (III) калия K₃[Fe(CN)₆ ]), медный купорос (сульфат меди CuSO₄) и т. д.
• Рациональная номенклатура лежит в основе номенклатуры неорганических соединений, и часто всю современную номенклатуру называют рациональной. Это может создавать определённые трудности, потому что для органических соединений существует отдельная рациональная номенклатура, значительно отличающаяся от современной. Так, этан в рациональной номенклатуре имеет название метилметан.
• Систематическая номенклатура. Исходя из смыслового содержания этого термина, систематической можно назвать любую номенклатуру, имеющую в основе какую-либо систему. Поэтому все научные номенклатуры, за исключением системы тривиальных названий, являются систематическими. Однако следует помнить, что в 1951 году в СССР группой учёных под руководством А.П. Терентьева была предложена оригинальная «систематическая номенклатура», основанная на строгом едином принципе именования органических соединений. Распространения она не получила из-за значительных отличий от привычных наименований.
• Современная номенклатура химических соединений в основном базируется на правилах ИЮПАК (IUPAC), которые разрабатывались, начиная с 40-х годов XX века. Правила ИЮПАК определяют общие принципы и приемы построения названий соединений и периодически пересматриваются. Наиболее значительные изменения вводились в 1979 и в 1993 годах. В XX веке для названий соединений была принята номенклатура,  которая зачастую действует и поныне, основанная на рекомендациях Международного союза чистой и прикладной химии (IUPAC) с учётом «Проекта правил номенклатуры неорганических соединений», разработанного Комиссией по номенклатуре неорганических соединений Отделения общей и технической химии АН СССР, и адаптированная к традициям русского языка.
• В конкретных случаях разрабатываемые национальные номенклатуры учитывают номенклатурные традиции и особенности языка. В русскойхимической номенклатуре наблюдается постепенное приближение к структуре и семантике английской, что связано с увеличением доли англоязычной химической информации, начавшейся в конце ХХ века и с развитием Интернета, ещё больше эта тенденция выражена в новой украинской химической номенклатуре. В основу русской номенклатуры положено использование русских названий химических элементов. При этом используют корни слов или усеченные корни слов. Например: NaCI – хлористый натрий.
• По международной (полусистематической) номенклатуре неорганических соединений, в отличие от русской номенклатуры, название бинарных соединений составляется из корня латинского названия элемента и суффикса -ид (от греческого суффикса -idēs, означавшего отчество в собственных именах). На второе место ставится название электроположительного элемента в родительном падеже (например, NaCI – хлорид натрия). Степень окисления электроположительного элемента указывают либо римской цифрой в скобках (что предпочтительнее), либо приставками, заимствованными из греческих количественных числительных (табл. 1).

                                            

                                                                                                          Таблица 1

Числовые приставки

Множитель	Приставка	Множитель	Приставка	Множитель	Приставка
1	моно	5	пента	9	нона
2	ди	6	гекса	10	дека
3	три	7	гепта	11	ундека
4	тетра	8	окта	12	додека

Неопределенное число n указывается числовой приставкой поли-.

 

Общие правила

Стехиометрические отношения в формулах соединений должны выражатся простыми целыми числами. Молекулярные формулы используются только тогда, когда речь идет о молекулах вещества, степень ассоциации которых принимается независящей от температуры. Если же степень ассоциации зависит от температуры, то в общем случае следует пользоваться простейшей (эмпирической) формулой. Ионные кристаллические вещества также изображаются эмпирическими формулами, например, РСl₃ - трихлорид фосфора, S₂Cl₂ - дихлорид дисеры, КСl - хлорид калия. Диоксид азота NO₂ содержит также N₂O₄, в общем случае используют формулу NO₂ и название диоксид азота, если же речь идет о димере, то его изображают формулой N₂O₄ и называют тетраоксид диазота.

В формулах химических соединений на первое место всегда ставится электроположительная составляющая, например, PСl₃, НСl. В порядке исключения пишут NH₃ и N₂H₄. Аналогично изображают и более сложные соединения, например, РВrCl₂ и РСl₃О; для последнего соединения можно записать формулу (РО)Сl₃, если группа (РО) рассматривается в качеств радикала.

Названия соединений, как правило, состоят из двух слов: названий электроположительной и электроотрицательной части.

В английской литературе порядок перечисления частей следует порядку их перечисления в формуле, например, КСl - potassium chloride (в руссом языке - наоборот). В одно слово пишутся названия комплексных соединений без внешней сферы, например, [Ni(CO)₄] - тетракарбонилникель, традиционные названия некоторых распространенных веществ (особенно растворителей), например, NH₃ - аммиак, названия многих водородных соединений, например, SiH₄ - силан; в русской литературе в также пишутся названия интерметаллических соединений, например, AuCu₃ – тримедь - золото. При составлении названий не делается различий между ионными и ковалентными веществами.

Количественные отношения между составляющими в названиях обозначаются числовыми приставками. Приставка моно- (1) обычно опускается; числовые приставки выше 12 изображаются в названиях цифрами. Умножающие числовые приставки (такие, как бис-, трис-, тетракис-) используются только тогда, когда в названии уже есть числовая приставка, а также когда можно неоднозначно понять написание названия. Приставки могут отделяться от основы названия скобками. Конечные гласные приставок никогда не опускаются, например, пентаоксид, а не пентоксид.

При составлении названий соединений часто необходимо указывать степень окисления того или иного элемента. Без этого можно обойтись, если не нарушается однозначность названия, например, хлорид натрия (sodium chloride), оксид кальция (calcium oxide), оксид дейтерия (deuterium oxide) и хлорид бария (barium chloride).

Степень окисления элемента в соединении - это тот формальный заряд, который возник бы на атоме данного элемента, если бы электроны каждой его связи полностью перешли бы к более электроотрицательному атому.

Водород принято считать положительным во всех соединениях с неметаллами.

Принято считать, что в простых веществах степень окисления элемента равна нулю и, следовательно, связь между атомами одного и того же элемента в любых веществах не влияет на оценку степени окисления.

Если элементы соединяются в различных количественных отношениях, названия полученных соединений строятся по одному из следующих четырех способов.

1. Для обозначения стехиометрического состава используются числовые приставки, например: трихлорид железа (iron trichloride), дихлорид меди (copper dichloride), тетраоксид трижелеза (triiron tetraoxide), пентасульфид диазота (dinitrogen pentasulfide).

2. Степень окисления, обычно для электроположительного элемента, указывается римской цифрой в скобках (без пробела) за символом элемента (способ Штока), например: MnO₂ - оксид марганца(IV) [manganese(IV) oxide] PbO-оксид свинца(II) [lead(II) oxide]. Строчными или заглавными обозначать римские цифры значения не имеет, хотя в русской литературе отдается предпочтение заглавным.

Хотя правила IUPAC рекомендуют при составлении названий отдавать предпочтение латинским названиям элементов (даже в названиях электроположительных частей), это часто не принимается во внимание в американских и английских публикациях, например: FeС1₃ – iron (III) chloride, а не ferrim (III) chloride, CuCl₂ – copper (II) chloride, а не cuprum (II) chloride. В русской литературе всегда используются русские названия элементов.

3. Для ионных соединений можно использовать способ Эвенса - Бассетта, указывая заряд катиона арабской цифрой в скобках, например: FeCl₃ – iron (3+) chloride, CuCl₂ – copper (2+) chloride. Этот способ используется сейчас в указателях журнала Chemical Abstracts.  В русской литературе способ Эвенса-Бассета используется только в тех случаях, когда неприменимы правила с числовыми приставками и способ Штока, например, N₂H₅⁺ - катион гидразиния (1+), N₂H₆²⁺ - катион гидразиния (2+), S 4 ^2- - тетрасульфид (2-)-ион.

4. В английской и американской литературе применяется еще и старый прием, заключающийся в добавлении суффикса -ic к названию аниона для указания более высокой степени окисления элемента катиона и суффикса -ous для более низкой степени окисления, например: FeCl₃ - iron chloric, FeCl₂ - iron chlorous. В русской литературе названия типа хлорное железо FeCl₃ и хлористое железо FeCl₂ являются устаревшими и более не применяются. Этот прием оказывается недостаточным, если элемент может существовать в более чем двух валентных состояниях; неприменим для написания названий комплексных соединений и соединений редко встречающихся элементов. Комиссия IUPAC считает этот прием допустимым к использованию, но нежелательным.