2. hét
2. hét
Szervetlen kémiai nevezéktan Néhány kémiai anyag történetileg kialakult neve (pl. H2O - víz, NH3 - ammónia, HNO3 salétromsav, CuSO4⋅5H2O - rézgálic, Na3PO4 - trisó, stb.) ma is használatos. A vegyületek igen nagy száma és a nemzetközi kommunikáció azonban szükségessé tette az egységes kémiai technikai nyelv kialakítását, illetve standardizálását. A kémiai nevezéktan a kémiai vegyületek szisztematikus elnevezése, ami lehetıvé teszi a nagyszámú vegyület rendszerezését. Az elnevezés szabályai az alkotórészek elektronegativitásának és oxidációs számainak figyelembevételével, azok alkalmazásán alapulnak. Milyen szabályok alapján lehet a képletbıl helyes kémiai megnevezéshez jutni? Azok a vegyületek, amelyek csak kétféle atomból állnak, biner vegyületek, általános képletük AmBn. Ezek keletkezhetnek fém-nemfém kombinációval, vagy alkothatják csak nemfémek. Elnevezési szabályok szerint három különbözı csoportba sorolhatók. A fém-nemfém biner összetételő sókat alkotó fémionnak egyféle vagy többféle oxidációs állapota lehetséges. Az anionok negatív töltését a periódusos rendszerbeli oszlopszámból kapjuk meg: 18-ból kivonjuk az elem saját oszlopszámát (pl. O2−: 18-16=2; N3−: 18-15=3). Az elnevezésben a fémion alkotórész az elem teljes nevével, elsı helyen szerepel, míg a nemfém-név szótöve -id toldalékot kap és nem jelöljük a kapcsolódó komponensek számát (pl. CaCl2 – kalcium-klorid; Ag2S – ezüst-szulfid). I. A fémionnak csak egyféle oxidációs állapota lehetséges Ebbe a csoportba tartoznak az alkálifémek egyértékő kationjai (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+), az alkáliföldfémek két pozitív töltéső ionjai (Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+). Az egy pozitív töltéső ezüstion (Ag+), a kétértékő cink- és kadmiumion (Zn2+, Cd2+) és a 3+ töltéső alumíniumion (Al3+). Az alkálifémionokkal megegyezı elnevezésőek az ammóniumion vegyületei. Az NH4+-ion az ammónia molekulából (NH3) egy hidrogénion felvételével alakul ki (ammóniumion: NH4+). Sóinak nevezéktana megegyezik az egyféle oxidációs állapotú ionokéval. MgBr2 Na2S NaH KI Na2O2 CaF2 NH4Br
magnézium-bromid nátrium-szulfid nátrium-hidrid kálium-jodid nátrium-peroxid kalcium-fluorid ammónium-bromid
Al2O3 CaC2 LiAlH4 ZnCl2 Li3N Mg3P2 (NH4)2S
alumínium-oxid kalcium-karbid lítium-alumínium-hidrid cink-klorid lítium-nitrid magnézium-foszfid ammónium-szulfid
Különlegességek: a kén és a szén latin nevébıl képezzük az anion megnevezését (szulfid és karbid). Az oxigén az oxid (O2−) anion mellett, peroxid (O22−) alakban is megjelenhet. A (hidroxid) OH−-, valamint a pszeudohalogenidek – (rodanid) SCN− és (cianid) CN−-ionok – egy-egy részecskét jeleznek, nem bomlanak atomjaikra, így a nevezéktanban is a binerek sémájára nevezzük el a vegyületeiket. pl. KOH Al(OH)3 NH4OH
kálium-hidroxid alumínium-hidroxid ammónium-hidroxid
NaCN Ca(SCN)2 NH4SCN
nátrium-cianid kalcium-rodanid ammónium-rodanid
1
2. hét
2. hét
II. A fém kationnak többféle oxidációs állapota létezik Ha a fém kationnak több oxidációs számú alakja is elıfordul (pl. Cr2+/Cr3+; Mn2+/Mn3+/Mn4+; Fe2+/Fe3+; Co2+/Co3+; Cu+/Cu2+; Hg22+/Hg2+; Pb2+/Pb4+; Sn2+/Sn4+, Bi3+/Bi5+), akkor a fém neve után római számmal jelezzük az ion töltését pl. FeCl2 CuCN Hg2Cl2 PbO2 Bi(OH)3 MnCl2
vas(II)-klorid réz(I)-cianid higany(I)-klorid ólom(IV)-oxid bizmut(III)-hidroxid mangán(II)-klorid
Fe2O3 CuS HgO CoP BiF5 MnO2
vas(III)-oxid réz(II)-szulfid higany(II)-oxid kobalt(III)-foszfid bizmut(V)-fluorid mangán(IV)-oxid
Különlegességek: az ólom(IV)-, az ón(IV)- és a mangán(IV) oxidjára régebben ólom-dioxid, ón-dioxid, vagy mangán-dioxid megnevezést alkalmaztak, azonban ezeket ma már kerüljük. A higany(I) nem ionvegyületet képez, hanem molekulát, ezért annak vegyületeiben a valóságos molekula-összetételnek megfelelı képletet használjuk (nem HgCl, hanem Hg2Cl2 a helyes képlet). A bizmut(III) ion vizes oldatban könnyen képez bizmutil kationt, amely BiO+ összetételő ion. Ehhez ugyanúgy kapcsolódhatnak anionok, mint az egyszerő kationokhoz (pl. BiOCl – bizmutilklorid). III. Biner kovalens vegyületek Kétféle nemfém vagy metalloid kapcsolódásakor általában kovalens kötéső molekulák képzıdnek, amelyek alkotórészeit az elızıvel analóg módon nevezzük meg, viszont a névben görög számnevekkel jelezzük mind a két összetevı számát (a mono- sokszor elmarad). 1 – mono; 2 – di, 3 – tri; 4 – tetra, 5 – penta; 6 – hexa; 7 – hepta; 8 – okta; 9 – nona; 10 – deka; Azt, hogy melyik atom áll az elsı helyen és melyik kapja az -id toldalékot az alábbi, periódusos rendszeren alapuló, sorrend segítségével tudjuk megállapítani: B
Si C
Sb As P N
H
Te Se S
I Br Cl
O
F
A kapcsolódó atomok közül a balra elhelyezkedı megnevezése kation analóg módon történik, míg a jobbra található anion mintájára -id toldalékot kap. CO SO2 CS2 PCl5 SF6 HBr P4O10 HCN
szén-monoxid kén-dioxid szén-diszulfid foszfor-pentaklorid kén-hexafluorid hidrogén-bromid difoszfor-dekaoxid hidrogén-cianid
N2O N2O3 N2O4 N2O5 PH3 H2S H2O2 As2O3
dinitrogén-oxid dinitrogén-trioxid dinitrogén-tetroxid dinitrogén-pentoxid foszfor-hidrogén dihidrogén-szulfid hidrogén-peroxid diarzén-trioxid
Különlegességek: Nem használjuk a víz (H2O – dihidrogén-monoxid) és az ammónia (NH3) szisztematikus nevét. (Ráadásul az NH3 alak sem felel meg a szigorú EN sorrendnek, mert a következetes felírásban H3N – trihidrogén-mononitrid lenne). Triviális neve van ezeken kívül még a hidrazinnak (N2H4). Félszisztematikus nevet használunk a hidrogén-peroxid (H2O2 – dihidrogéndioxid) és a foszfor-hidrogén (PH3 – trihidrogén-foszfid) esetében. (A P és H azonos EN-ú atom!) A cianid és a rodanid továbbra is mint pszeudohalogenid atomcsoport kerül megnevezésre. Nem használjuk a mono- elıtagot az elsı elem megnevezése elıtt. Nem monooxid és nem tetraoxid elnevezést használunk az oxid megnevezés elıtt, mert a mono- és a tetra- számnevek utolsó hangja elmarad (monoxid és tetroxid a helyes).
2
2. hét
2. hét
Elfogadott, hogy az arzént és az antimont egyes vegyületeikben fém módjára nevezzük meg (pl. arzén(III)-oxid, antimon(V)-szulfid), míg másokat szigorúan molekulaként (pl. AsF3 – arzéntrifluorid). IV. Összetett aniont tartalmazó vegyületek és oxosavak A fém kationok többatomos anionokkal is képezhetnek sókat, amelyekben egy nemfém, annak oxidációs állapotától függıen, különbözı számú oxigénhez kapcsolódik kovalens kötéssel (pl. SO42−, SO32−, NO3−, ClO−, ClO3−, ClO4−). Ilyen oxoaniont a magas oxidációs számú fémek is képezhetnek, pl. CrO42−, MnO4−. Ha a többatomos anionokkal a fém kation helyett hidrogénion képez vegyületet, oxosavak jönnek létre (pl. H2SO4, HClO, H3PO4, H2CO3). A fémionok korábbi szabályokkal megegyezıen két csoportra bonthatók: egyféle és többféle oxidációs állapotú kationok. A sók nevét a fém teljes nevébıl és az anion nevébıl alkotjuk. A kation megnevezésekor az oxidációs állapotot akkor jelezzük, ha többféle lehet. Az oxoanionok elnevezése az alkotó központi atom oxidációs állapotának ismeretében, annak figyelembevételével történik. elem csoportok az összetett oxosav neve
anion neve
per..........sav
per.............át
............sav
B
C, Si
N, P, As, Sb
S, Se, Te
Cl, Br, I
oxidációs száma -
-
-
-
+7
..............át
+3
+4
+5
+6
+5
...........essav
..............it
-
-
+3
+4
+3
hipo......ossav
hipo........it
-
-
(+1)
(+ 2)
+1
A halogének és a nitrogén oxoanionjai mindig -1 töltésőek (pl. BrO3−, NO3−, ClO−), a páros oxidációs számú központi atomok oxoanionjai mindig -2 töltésőek (pl. CO32−, SO42−, SO32−) – a SiO44− – a páratlan oxidációs számú központi atomból képzett ionok töltése pedig mindig -3 (pl. PO43−, PO33−). Az oxosavak és sóik elnevezését néhány példán keresztül jobban megismerhetjük: HClO4 HIO4
perklórsav perjódsav
NaClO4 KIO4
nátrium-perklorát kálium-perjodát
HClO3 HBrO3 H2SO4 H2SeO4 HNO3 H3PO4 H3AsO4 H2CO3 H4SiO4 H3BO3
klórsav brómsav kénsav szelénsav salétromsav foszforsav arzénsav szénsav orto-kovasav bórsav
KClO3 KBrO3 CuSO4 (NH4)2SeO4 Bi(NO3)3 FePO4 AsAsO4 CaCO3 Mg2SiO4 Li3BO3
nátrium-klorát kálium-bromát réz(II)-szulfát ammónium-szelenát bizmut(III)-nitrát vas(III)-foszfát arzén(III)-arzenát kalcium-karbonát magnézium-ortoszilikát lítium-borát
HClO2 H2SO3 HNO2 H3PO3
klórossav kénessav salétromossav foszforossav
KClO2 MgSO3 NH4NO2 AlPO3
kálium-klorit magnézium-szulfit ammónium-nitrit alumínium-foszfit
HClO HOI
hipoklórossav hipojódossav
Ca(ClO)2 KOI
kalcium-hipoklorit kálium-hipojidit
3
2. hét
2. hét
A többértékő savak nem csak olyan sókat képeznek, amelyekben minden hidrogén fémionra van cserélve, hanem ún. savanyú sókat is. Ezek nevét legkönnyebben a sóalak nevébıl származtathatjuk, a maradék hidrogének számának jelölésével. Na2CO3 K3PO4 (NH4)3SbO4
nátrium-karbonát NaHCO3 nátrium-hidrogén-karbonát kálium-foszfát K2HPO4 kálium-hidrogén-foszfát ammónium-antimonát (NH4)H2SbO4 ammónium-dihidrogén-antimonát
Egyes egyértékő sók savas oldatból úgy kristályosodnak, hogy a só kristályrácsába a sav is beépül ekvivalens mennyiségben, és így a savanyú sókhoz hasonló képlető (és megnevezéső) anyagok jönnek létre. Pl. NaF és HF együttes kristályosodásával NaHF2 (nátrium-hidrogén-fluorid) jön létre, vagy hasonlóan alakul ki a KIO3 és HIO3 összekapcsolódásával a KH(IO3)2 kálium-hidrogén-jodát. A szulfátionban a központi kénatomhoz az egyik oxigén helyett kénatom is kapcsolódhat, ami tioszulfát iont (S2O32−), illetve tiokénsavat (H2S2O3) eredményez. Az ion közismert vegyülete a fixírsó (Na2S2O3 ⋅ 5 H2O), vagyis a nátrium-tioszulfát 5 kristályvízzel. (A tioszulfát ionban, illetve a tiokénsavban a két kénatom oxidációs állapota +4 és 0, az áltag oxidációs szám +2). A fémek magasabb oxidációs állapotú alakjai is ezzel analóg elnevezéső anionokat képeznek. Pl. a mangán +7 oxidációs állapotban permanganát iont (MnO4−), vagy a + 6 oxidációs számú króm kromát iont (CrO42−), illetve dikromát iont (Cr2O72−). A savjaik: permangánsav (HMnO4) és krómsav (H2CrO4), illetve dikrómsav (H2Cr2O7). Különlegességek: A nitrogén és a szilícium oxosavjának nevét egy-egy ásványuk alapján képezzük (salétrom, kova), a szén és a kén oxoanionját pedig latin nevükbıl (karbon, szulf(ur)) származtatjuk. Az arzén, antimon +3 és +5 oxidációs állapotú fémionként is szerepelhet, és aniont is képezhet. A hipohalogenitek, illetve savjaik képletének írásmódja nem egységes, mind a NaClO vagy NaOCl alak elfogadott a nátrium-hipoklorit képleteként (vagy NaBrO / NaOBr, és NaIO / NaOI). Ugyanígy a HOCl, HOBr, HOI alakok mellett használjuk a HClO-t, HBrO-t és HIO-t a savakra. V. Szerves savak és sóik A szervetlen anionok és savak mellett két szerves anion és sav ismerete szükséges: CH3COOH (COOH)2
ecetsav oxálsav
CH3COONa vagy Na(CH3COO) Mg(COO)2 magnézium-oxalát
nátrium-acetát
Hogyan írjuk fel a vegyület képletét, ha ismerjük a nevét? Célszerő elıször azt megállapítani, hogy vajon biner vegyületrıl van-e szó, vagy oxoaniont tartalmaz-e. Ha -id végzıdéső a név, akkor csak kétféle atomot tartalmaz a vegyület. Kivétel: az összetett kationokat (ammónium- és bizmutil-) tartalmazó sók csoportja. A nemfémekbıl álló vegyület nevében a görög számnevek jelzik, hogy melyik atomból hányat kell egymással kapcsolatba hozni. A névben megadott sorrendben és számban kell az atomok vegyjelét leírni. A fém-nemfém összetételő vegyületeknél a töltések megfelelı kompenzációjával lehet a képletet összeállítani. Ha -it vagy -át toldalékkal képzett a név, akkor a fémionból és a megfelelı oxoanionból a töltések kompenzációjával állítjuk össze a képletet. Ha -sav végzıdéső a név, akkor az oxoanion töltésének megfelelı számú hidrogénatom kerül a képlet elejére.
4
2. hét
2. hét
Elnevezési séma I. A vegyületet kétféle atom alkotja? Az (NH4), (BiO), (OH), (CN) és (SCN) csoport egynek számít!
A vegyület neve -id toldalékkal fog végzıdni!
igen
Van benne fém, vagy (NH4), ill. (BiO) csoport?
nincs
igen
III. típus. Használjuk a görög számneves megnevezéseket!
A fém tud többféle töltéső kationt képezni?
nem
igen
ammónium, bizmutil I. típus. Használjuk az elem nevét a kation megnevezésére!
II. típus. Határozzuk meg a töltést és használjuk a római számokat az elem neve után a kation megnevezésére!
Illesszük utána az anion nevét -id toldalékkal!
5
2. hét
2. hét
Elnevezési séma II. A vegyület oxoaniont tartalmaz?
nem igen Használjuk az „Elnevezési séma I.”-et A képlet H-atommal kezdıdik?
A vegyület neve -it vagy -át toldalékkal fog végzıdni! Állapítsuk meg, hogy a fém kation lehet-e többféle töltéső és alkalmazzuk a római számokat, ha szükséges!
nem
igen
Használjuk az oxosavak megnevezését!
Használjuk az oxoanionok megnevezését a só elnevezésére!
6
2. hét
2. hét
Képlet felírása a vegyület nevébıl A vegyület neve -id végzıdéső?
igen
nem
Tartalmaz a név görög számneveket?
igen
A vegyület neve -sav végzıdéső?
nem
nem
Fémnévvel kezdıdik? A számneveknek megfelelıen, adott sorrendben állítsuk össze a molekulaképletet a megnevezett atomokból!
ammónium és bizmutil is
nem
A megnevezett nemfém atomokból, adott sorrendben állítsuk össze a molekulaképletet!
igen
igen
A kation és az anion töltésének kompenzálásával állítsuk össze a képletet!
A név -it vagy -át végzıdéső?
igen
Válasszuk ki az oxoanion képletét!
Az oxoanion töltésének megfelelı számú H-t illesszünk a képlet elejére!
A kation és az anion töltésének kompenzálásával állítsuk össze a képletet!
7
