Сторінка
1

Номенклатура речовин і стехіометрія

Номенклатура речовин (або хімічна номенклатура), як і система фізичних величин у метрології, — це система термінологічних правил і стандартів найменувань різних хімічних речовин. Сучасна номенклатура хімічних речовин є інформаційно містким і дос­товірним засобом характеристики хімічного складу, структури і властивостей речовин, вона сприяє уніфікації понять різних галузей науки і практики, чіткішому взаєморозумінню економістів, екологів і техніків, плідній інтеграції різних наук.

Існують дві найпоширеніші міжнародні системи хімічної номенклатури. У нашій країні поширено й адаптовано (на жаль, тільки до традицій російської мови) номенклатурні правила Міжнародного союзу теоретичної і прикладної хімії — ІЮПАК (від англ. IUPAC—International Union of Pure and Applicated Chemistry). Другу систему розроблено Міжнародною Асоціацією наукової освіти (ASE). Оби­дві системи мають багато спільного. Найважливішою вимогою до будь-якої номенклатури речовин є однозначність відображення в назві речовини її хімічного складу і структури, тобто наявність тільки однієї назви для речовини одного хімічного складу. Тривіальна термінологія не дотримується цього. Наприклад, назви «вапняк», «карбонат кальцію», «вуглекислий кальцій», «крейда», «мармур» відповідають речовині одного складу СаСО3, те саме стосується і речовини з формулою — «сульфат міді», «сірчанокисла мідь», «гідрат сульфату міді». Тривіальні назви виникли внаслідок емпіричного підходу до їхнього утворення.

Ще й досі різні галузі науки віддають перевагу тим чи іншим назвам речовин, які закріплюються у свідомості людей і, так само, як і позасистемні назви одиниць фізичних величин у метрології, утруднюють інформацію і спілкування представників різних галузей знань та формування інтегрованих знань. Зрозуміло, це не сприяє формуванню ефективних засобів навчально-методичного забезпечення освіти.

У нашому посібнику ми дотримуватимемо (переважно) номенклатури речовин Міжнародної системи IUPAC (читайте: ай-ю-пі-ей-сі).

Номенклатура неорганічних речовин

В основу системи номенклатури речовин IUPAC покладено їхній хімічний склад — найсталішу і водночас найпростішу характеристику речовини (хімічну формулу). Система IUPAC — це дві взаємозумовлені складові: формула — назва. Отже, номенклатура складається з формул та назв речовин.

Формула — це зображення складу речовини за допомогою символів хімічних елементів (написання символів регламентовано періодичною системою елементів) і числових індексів, які визначають вміст кожного елемента в молекулі (структурній одиниці) речовини. Наприклад, у формулі Н2О числовий індекс — 2.

Назва — зображення складу речовини за допомогою слова чи груп слів. Знаючи назву, можна за допомогою системи номенклатур­них правил написати формулу сполуки, і навпаки. Первинною в номенклатурі речовини є її хімічна формула, з якої випливає назва.

За номенклатурними правилами складання назви кожна речовина одержує відповідно до її формули систематичну назву, яка повністю відбиває її склад.

Прості речовини (тобто ті, що складаються з одного елемента) називають, як правило, так само, як і елементи (ртуть, цинк, кисень тощо). Якщо проста речовина може перебувати в різних станах (алотропних формах), молекулярний склад яких відомий, то в назві зазначають кількість атомів у молекулі. Для цього використовують префікси моно (один), ди (два), три, тетра (чотири), пента (п’ять) і т. д. Наприклад, молекулярний кисень (О2) має систематичну назву дикисень, а озон — його алотропна форма (О3) — трикисень.

Складні речовини. Згідно з номенклатурними правилами IUPAC (англ. вар.) читання назв речовин провадиться за ходом формули, наприклад NaCl — натрію хлорид, але в україномовному варіанті (що наслідує російський) — навпаки: читатимемо хлорид натрію. Такий самий порядок читання передбачає і французький варіант.

За таким правилом у назві речовини на першому місці завжди стоятиме назва електронегативної складової (аніон) у називному відмінку, а на другому — електропозитивна складова (катіон) в родовому відмінку (як це було показано на прикладі NaCl). Коли електронегативна (або умовно електронегативна) складова є одноелементною, то вона матиме суфікс -ид або –ід. Кількість атомів як катіона, так і аніона в назві відображатиметься числовим префіксом (читають і пишуть так само, як і числові для позначення кількості атомів). Наприклад (складні речовини з одноелементним аніоном):

Оксиди: СО2 (діоксид вуглецю), СО (монооксид вуглецю), SiO2 (діоксид силіцію), Al2O3 (триоксид діалюмінію), NO (монооксид азоту);

Галогеніди: NaCl (хлорид натрію), СаСl2 (дихлорид кальцію), RaF4 (тетрафторид радію), MgJ2 (дійодид магнію);

Карбіди: Fe3C (монокарбід тризаліза), Cr2C3 (трикарбід дихрому);

Сульфіди: H2S (сульфід диводню), ZnS (сульфід цинку);

Нітриди: BN (нітрид бору), Cu3N (нітрид триміді).

За наявності в речовині кількох електронегативних чи електропозитивних складових їх називають за складом формули справа наліво і пишуть через дефіс, наприклад:

AlClO — оксид-хлорид алюмінію;

MgJBr — бромід-йодид магнію;

CaB2S4 — тетрасульфід-дибор кальцію.

Для складніших речовин (кислоти, солі, гідроксиди), коли електронегативна складова (аніон) містить різні елементи, формули читають із додаванням грецьких префіксів до назви електронегативної складової, яка завжди, незалежно від валентності кислотоутворюючого елемента, має суфікс -ат. Наприклад: Na2SO4 (тетраоксосульфат динатрію), Na2SO3 (триоксосульфат динатрію), KNO3 (триоксонітрат калію), СаСО3 (триоксокарбонат кальцію), CuSO4 (тетра­оксосульфат міді).