Сторінка
2

Номенклатура речовин і стехіометрія

Співвідношення між складовими сполук можна показати за способом (правилом) Штока. Згідно з ним ступінь окислення елемента в електропозитивній складовій (катіон) позначається римською цифрою в дужках у кінці назви. Цей спосіб доцільний, коли треба відобразити валентність катіона, наприклад за електролізу речовин тощо.

Приклади назв за способом Штока: FeO — оксид заліза (ІІ), Fe2O3 — оксид заліза (ІІІ), Fe(OH)3 — гідроксид заліза (ІІІ).

Однак до цього способу треба ставитись обережно, бо він не є універсальним. Наприклад, як за цим способом назвати (записати назву) Fe3O4? Яка валентність заліза за цією формулою? Ця речовина складається з двох оксидів FeO і Fe2O3 і читатиметься «тетраоксид тризаліза».

У науковій літературі і, переважно, у практиці згідно з правилами IUPAC допускається (але не рекомендується) використання деяких тривіальних назв речовин, таких як CO2 — вуглекислий газ, Ca(OH)2 — гашене вапно, Al2O3 — глинозем, FeSO4 · 7H2O — залізний купорос, NaOH — їдкий натр, Na2CO3 — кальцинована сода, NaOH — каустична сода (каустик, їдкий натр), CuSO4 · 5H2O — мідний купорос, СаО — негашене вапно, NaCl — кухонна сіль та ін.

Номенклатура органічних речовин

Із відомих на сьогодні близько 10 млн хімічних речовин (неорганічних і органічних) понад 95% становлять органічні речовини.

Сучасну міжнародну систему номенклатури органічних речовин було прийнято 1957 р. у Парижі на конференції Міжнародного Союзу чистої і прикладної хімії. Вона відома під назвою «Правила IUPAC».

На жаль, як і Міжнародна система фізичних величин (SI) у метрології, так і «Правила IUPAC» досить повільно впроваджуються в практику. Причин тут багато, але, мабуть, найперша — це консерватизм і схильність багатьох спеціалістів до обмеження фахового обсягу нових знань, у тім числі і в галузі освіти. Відтак поряд із системою IUPAC у сучасній науці та практиці досить часто вживаються тривіальні назви і назви, побудовані за правилами систем, розроблених іще наприкінці минулого сторіччя — раціональної і женевської (систематичної). В основу раціональної системи покладено назви найпростіших (первинних) сполук, з яких виводяться назви складніших похідних.

Так, усі насичені вуглеводні загальної формули розглядаються як похідні метану СН4, що в ньому атоми водню замінено на радикали. Наприклад, замінивши два атоми водню на радикали метилу (–СН3), отримаємо вуглеводень СН3–СН2–СН3, під назвою (згідно з правилом) диметилметан.

За такою самою схемою насичені спирти розглядаються як похідні найпростішого з них — карбінола СН3–ОН (тривіальні назви — метиловий або мурашиний спирт). Наприклад, замінивши один з атомів водню карбінола на радикал –СН3 отримаємо новий спирт СН3СН2ОН, назва якого — метилкарбінол (тривіальна назва — винний спирт). Недоліки такої системи в тім, що вона в багатьох випадках не може однозначно відобразити будову речовини, якій відповідає кілька варіантів структури — ізомерів. Цю проблему повністю вирішено в системі IUPAC, яка все ж базується на правилах женевської системи. Повний опис номенклатурних правил IUPAC для органічних речовин зайняв би занадто багато місця, тому ми розглянемо лише основні принципи правил і окремі приклади.

Класифікаційна номенклатура IUPAC постійно вдосконалюється, що завжди необхідно враховувати. Органічні сполуки класифікують за структурою їхнього вуглецевого ланцюга. Виділяють чотири основні класи:

Аліфатичні — з ланцюгом міжатомного вуглець-вуглецевого зв’язку нерозгалуженої або розгалуженої (з боковими ланцюжками) структури, з вільними кінцями, не замкнутими в кільце (цикл). Інша назва таких сполук — ациклічні або сполуки жирного ряду.

Аліциклічні — із замкненими в кільце ланцюгами атомів вуглецю.

Ароматичні — специфічні сполуки, які містять у своїй структурі цикли із шести атомів вуглецю, кожний з яких має формально тільки три рівноцінні валентності міжатомних зв’язків. Типовий представник — бензол (С6Н6). Тут ми не обговорюватимемо структурно-хімічні концепції такої будови.

Гетероциклічні — вуглеводневі сполуки, в циклі яких, крім вуглецю, є гетероатоми: кисень, азот, сірка. Типовий представник — фуран, у циклі якого чотири атоми вуглецю і один кисню.

Крім класу ароматичних сполук, усі інші класи можуть мати в структурі вуглець-вуглецевого ланцюга прості (ординарні) зв’язки –С–С–, або кратні — подвійні –С = С–, чи потрійні –С º С–.

Сполуки з простими вуглець-вуглецевими зв’язками називаються насиченими сполуками або алканами (тривіальна назва — парафіни) загальної формули . Треба звернути увагу на правильну назву таких сполук — вуглеводневі і не плутати їх з вуглеводами, тобто з іншими сполуками, загальна формула яких

Назва індивідуальних насичених вуглеводневих сполук класу алканів складається з двох частин. Перша — коренева частина слова назви конкретного алкану залежить від кількості атомів вуглецю в сполуці (для одного — мет, двох — ет, трьох — проп, чотирьох — бут, п’яти — пент, шести — гекс і т. д. за грецькою назвою відповідної кількості атомів вуглецю).

Друга частина назви слова — суфікс — «ан» для всіх сполук цього класу, який вказує, що сполука є насиченою, тобто містить тільки прості –С–С– вуглецеві зв’язки. Якщо від таких сполук відняти один водень, то отримаємо їхні радикали, назви яких утворюють від назви вихідної сполуки заміною суфікса -ан на -ил (чи -іл). Наприклад, метан (СН4) — метил (–СН3), етан (С2Н6) — етил (–С2Н5), пропан (С3Н8) — пропіл (–С3Н7) і т. д.

Назви аліфатичних сполук, які містять у структурі подвійний –С = С– зв’язок, відрізняються від назв сполук з простими –С–С– зв’язками лише іншим суфіксом -ен. Такі сполуки мають узагальнену назву — алкени. Порівняйте назви алкенів і алканів: етен — етан, пропен — пропан, бутен — бутан і т. д.

Назви аліфатичних сполук, які містять потрійний вуглець-вуглеце­вий зв’язок, утворюються заміною суфікса відповідного алкану (-ан) на суфікс (-ін), наприклад, етан — етін, пропан — пропін і т. д.

Назви ізомерних сполук (які мають однаковий елементний склад, але різну хімічну структуру) утворюють за правилами, наведеними нижче.

Найпростішим аліфатичним вуглеводнем, який може мати структурні ізомери, є С4Н10: