В настоящее время химикам известно более 20 миллионов химических соединений. Очевидно, что запомнить названия десятков миллионов веществ не в состоянии ни один человек.
Именно поэтому Международным союзом теоретической и прикладной химии разработана систематическая номенклатура органических и неорганических соединений. Построена система правил, которая позволяет называть оксиды, кислоты, соли, комплексные соединения, органические вещества и т. д. Систематические названия имеют ясный, однозначный смысл. Например, оксид магния - это MgO, сульфат калия - CaSO 4 , хлорметан - CH 3 Cl и т. д.
Химик, открывший новое соединение, не сам выбирает ему название, а руководствуется четкими правилами ИЮПАК. Любой его коллега, работающий в любой стране мира, сможет по названию быстро построить формулу нового вещества.
Систематическая номенклатура удобна, рациональна и признана во всем мире. Существует, однако, небольшая группа соединений, для которых "правильная" номенклатура практически не применяется. Названия некоторых веществ используются химиками на протяжении десятилетий и даже столетий. Эти тривиальные названия более удобны, более привычны, и настолько прочно вошли в сознание, что практики не желают менять их на систематические. В действительности, даже правила ИЮПАК допускают использование тривиальных названий.
Ни один химик не назовет вещество CuSO 4 5H 2 O пентагидратом сульфата меди (II) . Гораздо проще использовать тривиальное название этой соли: медный купорос . Никто не будет спрашивать у коллеги: "Скажи, а у вас в лаборатории не осталось гексацианоферрата (III) калия?" Так ведь и язык сломать можно! Спросят иначе: "Красной кровяной соли не осталось?"
Коротко, удобно и привычно. К сожалению, тривиальные названия веществ не подчиняются никаким современным правилам. Их нужно просто запомнить. Да-да, химик должен помнить, что FeS 2 - это пирит , а под привычным всем термином "мел" скрывается карбонат кальция.
В приведенной ниже таблице перечислены некоторые наиболее часто встречающиеся тривиальные названия солей, оксидов, кислот, оснований и т. д. Обратите внимание: одно вещество может иметь несколько тривиальных названий. Например, хлорид натрия (NaCl) можно назвать галитом , а можно - каменной солью .
| Тривиальное название | Формула вещества | Систематическое название |
| алмаз | С | углерод |
| алюмокалиевые квасцы | KAl(SO 4) 2 12H 2 O | додекагидрат сульфата алюминия-калия |
| ангидрит | CaSO 4 | сульфат кальция |
| барит | BaSO 4 | сульфат бария |
| берлинская лазурь | Fe 4 3 | гексацианоферрат (II) железа (III) |
| бишофит | MgCl 2 6H 2 O | гексагидрат хлорида магния |
| боразон | BN | нитрид бора |
| бура | Na 2 B 4 O 7 10H 2 O | декагидрат тетрабората натрия |
| водяной газ | CO + H 2 | водород + оксид углерода (II) | галенит | PbS | сульфид свинца (II) |
| галит | NaCl | хлорид натрия |
| гашеная известь | Ca(OH) 2 | гидроксид кальция |
| гематит | Fe 2 O 3 | оксид железа (III) |
| гипс | CaSO 4 2H 2 O | дигидрат сульфата кальция |
| глинозем | Al 2 O 3 | оксид алюминия |
| глауберова соль | Na 2 SO 4 10H 2 O | декагидрат сульфата натрия |
| графит | С | углерод |
| едкий натр | NaOH | гидроксид натрия |
| едкое кали | KOH | гидроксид калия |
| железный колчедан | FeS 2 | дисульфид железа |
| железный купорос | FeSO 4 7H 2 O | гептагидрат сульфата железа (II) |
| желтая кровяная соль | K 4 | гексацианоферрат (II) калия |
| жидкое стекло | Na 2 SiO 3 | силикат натрия |
| известковая вода | раствор Ca(OH) 2 в воде | раствор гидроксида кальция в воде |
| известняк | CaCO 3 | карбонат кальция |
| каломель | Hg 2 Cl 2 | дихлорид диртути |
| каменная соль | NaCl | хлорид натрия |
| киноварь | HgS | сульфид ртути (II) |
| корунд | Al 2 O 3 | оксид алюминия |
| красная кровяная соль | K 3 | гексацианоферрат (III) калия |
| красный железняк | Fe 2 O 3 | оксид железа (III) |
| криолит | Na 3 | гексафтороалюминат натрия |
| ляпис | AgNO 3 | нитрат серебра |
| магнезит | MgСO 3 | карбонат магния |
| магнетит | Fe 3 O 4 | |
| магнитный железняк | Fe 3 O 4 | оксид дижелеза (III) - железа (II) |
| малахит | Cu 2 (OH) 2 CO 3 | карбонат гидроксомеди (II) |
| медный блеск | Cu 2 S | сульфид меди (I) |
| медный купорос | CuSO 4 5H 2 O | пентагидрат сульфата меди (II) |
| мел | CaCO 3 | карбонат кальция |
| мрамор | CaCO 3 | карбонат кальция |
| нашатырный спирт | водный раствор NH 3 | раствор аммиака в воде |
| нашатырь | NH 4 Cl | хлорид аммония |
| негашеная известь | CaO | оксид кальция |
| нитропруссид натрия | Na 2 | пенатцианонитрозилийферрат (II) натрия |
| олеум | раствор SO 3 в H 2 SO 4 | раствор оксида серы (VI) в конц. серной кислоте |
| перекись водорода | H 2 O 2 | пероксид водорода |
| пирит | FeS 2 | дисульфид железа |
| пиролюзит | MnO 2 | диоксид марганца |
| плавиковая кислота | HF | фтороводородная кислота |
| поташ | K 2 СO 3 | карбонат калия |
| реактив Несслера | K 2 | щелочной раствор тетраиодомеркурата (II) калия |
| родохрозит | MnCO 3 | карбонат марганца (II) |
| рутил | TiO 2 | диоксид титана |
| свинцовый блеск | PbS | сульфид свинца (II) |
| свинцовый сурик | Pb 3 O 4 | оксид дисвинца (III) - свинца (II) |
| селитра аммонийная | NH 4 NO 3 | нитрат аммония |
| селитра калийная | KNO 3 | нитрат калия |
| селитра кальциевая | Ca(NO 3) 2 | нитрат кальция |
| селитра натронная | NaNO 3 | нитрат натрия |
| селитра чилийская | NaNO 3 | нитрат натрия |
| серный колчедан | FeS 2 | дисульфид железа |
| сильвин | KCl | хлорид калия |
| сидерит | FeCO 3 | карбонат железа (II) |
| смитсонит | ZnCO 3 | карбонат цинка |
| сода кальцинированная | Na 2 CO 3 | карбонат натрия |
| сода каустическая | NaOH | гидроксид натрия |
| сода питьевая | NaHCO 3 | гидрокарбонат натрия |
| соль Мора | (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O | гексагидрат сульфата аммония-железа (II) |
| сулема | HgCl 2 | хлорид ртути (II) |
| сухой лед | CO 2 (твердый) | диоксид углерода (твердый) |
| сфалерит | ZnS | сульфид цинка |
| угарный газ | CO | оксид углерода (II) |
| углекислый газ | CO 2 | оксид углерода (IV) |
| флюорит | CaF 2 | фторид кальция |
| халькозин | Cu 2 S | сульфид меди (I) |
| хлорная известь | смесь СаCl 2 , Ca(ClO) 2 и Ca(OH) 2 | смесь хлорида кальция, гипохлорита кальция и гидроксида кальция |
| хромомокалиевые квасцы | KCr(SO 4) 2 12H 2 O | додекагидрат сульфата хрома (III)-калия |
| царская водка | смесь HCl и HNO 3 | смесь концентрированных растворов соляной и азотной кислот в объемном отношении 3:1 |
| цинковая обманка | ZnS | сульфид цинка |
| цинковый купорос | ZnSO 4 7H 2 O | гептагидрат сульфата цинка |
Примечание: природные минералы состоят из нескольких веществ. Например, в составе свинцового блеска можно найти соединения серебра. В таблице, естественно, указывается только основное вещество.
Вещества вида Х n H 2 O называют кристаллогидратами. В их состав входит т. н. "кристаллизационная" вода. Например, можно сказать, что сульфат меди (II) кристаллизуется из водных растворов с 5 молекулами воды. Получаем пентагидрат сульфата меди (II) (тривиальное название - медный купорос).
Если вас интересуют систематические названия, рекомендую обратиться к разделу "
Химические формула – это изображение с помощью символов .
Знаки химических элементов
Химический знак или химический символ элемента – это первая или две первые буквы от латинского названия этого элемента.
Например: Ferrum – Fe , Cuprum – Cu , Oxygenium – O и т.д.
Таблица 1: Информация, которую дает химический знак
| Сведения | На примере Cl |
| Название элемента | Хлор |
| Неметалл, галоген | |
| Один элемента | 1 атом хлора |
| (Ar) данного элемента | Ar (Cl) = 35,5 |
| Абсолютная атомная масса химического элемента
m = Ar · 1,66·10 -24 г = Ar · 1,66 · 10 -27 кг |
M (Cl) = 35,5 · 1,66 · 10 -24 = 58,9 · 10 -24 г |
Название химического знака в большинстве случаев читается как название химического элемента. Например, К – калий , Са – кальций , Mg – магний , Mn – марганец .
Случаи, когда название химического знака читается иначе, приведены в таблице 2:
| Название химического элемента | Химический знак | Название химического знака
(произношение) |
| Азот | N | Эн |
| Водород | H | Аш |
| Железо | Fe | Феррум |
| Золото | Au | Аурум |
| Кислород | O | О |
| Кремний | Si | Силициум |
| Медь | Cu | Купрум |
| Олово | Sn | Станум |
| Ртуть | Hg | Гидраргиум |
| Свинец | Pb | Плюмбум |
| Сера | S | Эс |
| Серебро | Ag | Аргентум |
| Углерод | C | Цэ |
| Фосфор | P | Пэ |
Химические формулы простых веществ
Химическими формулами большинства простых веществ (всех металлов и многих неметаллов) являются знаки соответствующих химических элементов.
Так вещество железо и химический элемент железо обозначаются одинаково – Fe .
Если имеет молекулярную структуру (существует в виде , то его формулой является химический знак элемента с индексом внизу справа, указывающим число атомов в молекуле: H 2 , O 2 , O 3 , N 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , P 4 , S 8 .
Таблица 3: Информация, которую дает химический знак
| Сведения | На примере C |
| Название вещества | Углерод (алмаз, графит, графен, карбин) |
| Принадлежность элемента к данному классу химических элементов | Неметалл |
| Один атом элемента | 1 атом углерода |
| Относительная атомная масса (Ar) элемента, образующего вещество | Ar (C) = 12 |
| Абсолютная атомная масса | M (C) = 12 · 1,66 · 10-24 = 19,93 · 10 -24 г |
| Один вещества | 1 моль углерода, т.е. 6,02 · 10 23 атомов углерода |
| M (C) = Ar (C) = 12 г/моль |
Химические формулы сложных веществ
Формулу сложного вещества составляют путем записи знаков химических элементов, из которых это вещество состоит, с указанием числа атомов каждого элемента в молекуле. При этом, как правило, химические элементы записывают в порядке увеличения их электроотрицательности в соответствии со следующим практическим рядом:
Me , Si , B , Te , H , P , As , I , Se , C , S , Br , Cl , N , O , F
Например, H 2 O , CaSO 4 , Al 2 O 3 , CS 2 , OF 2 , NaH .
Исключение составляют:
- некоторые соединения азота с водородом (например, аммиак NH 3 , гидразин N 2 H 4 );
- соли органических кислот (например, формиат натрия HCOONa , ацетат кальция (CH 3 COO) 2 Ca) ;
- углеводороды (CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ).
Химические формулы веществ, существующих в виде димеров (NO 2 , P 2 O 3 , P2 O5 , соли одновалентной ртути, например: HgCl , HgNO 3 и др.), записывают в виде N 2 O 4 , P 4 O 6 , P 4 O 10 , Hg 2 Cl 2 , Hg 2 ( NO 3) 2 .
Число атомов химического элемента в молекуле и сложном ионе определяется на основании понятия валентности или степени окисления и записывается индексом внизу справа от знака каждого элемента (индекс 1 опускается). При этом исходят из правила:
алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле должна быть равной нулю (молекулы электронейтральны), а в сложном ионе – заряду иона.
Например:
2Al 3 + +3SO 4 2- =Al 2 (SO 4) 3
Этим же правилом пользуются при определении степени окисления химического элемента по формуле вещества или сложного . Обычно это элемент, имеющий несколько степеней окисления. Степени окисления остальных элементов, образующих молекулу или ион должны быть известны.
Заряд сложного иона – это алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, образующих ион. Поэтому при определении степени окисления химического элемента в сложном ионе сам ион заключается в скобки, а его заряд выносится за скобки.
При составлении формул по валентности вещество представляют, как соединение, состоящее из двух частиц различного типа, валентности которых известны. Далее пользуются правилом:
в молекуле произведение валентности на число частиц одного типа должно быть равным произведению валентности на число частиц другого типа.
Например:
Цифра, стоящая перед формулой в уравнении реакции, называется коэффициентом . Она указывает либо число молекул , либо число молей вещества .
Коэффициент, стоящий перед химическим знаком , указывает число атомов данного химического элемента , а в случае, когда знак является формулой простого вещества, коэффициент указывает либо число атомов , либо число молей этого вещества.
Например:
- 3 Fe – три атома железа, 3 моль атомов железа,
- 2 H – два атома водорода, 2 моль атомов водорода,
- H 2 – одна молекула водорода, 1 моль водорода.
Химические формулы многих веществ были определены опытным путем, поэтому их называют «эмпирическими» .
Таблица 4: Информация, которую дает химическая формула сложного вещества
| Сведения | На примере C aCO3 |
| Название вещества | Карбонат кальция |
| Принадлежность элемента к определенному классу веществ | Средняя (нормальная) соль |
| Одна молекула вещества | 1 молекула карбоната кальция |
| Один моль вещества | 6,02 · 10 23 молекул CaCO 3 |
| Относительная молекулярная масса вещества (Мr) | Мr (CaCO3) = Ar (Ca) +Ar (C) +3Ar (O) =100 |
| Молярная масса вещества (M) | М (CaCO3) = 100 г/моль |
| Абсолютная молекулярная масса вещества (m) | M (CaCO3) = Mr (CaCO3) · 1,66 · 10 -24 г = 1,66 · 10 -22 г |
| Качественный состав (какие химические элементы образуют вещество) | кальций, углерод, кислород |
| Количественный состав вещества: | |
| Число атомов каждого элемента в одной молекуле вещества: | молекула карбоната кальция состоит из 1 атома кальция, 1 атома углерода и 3 атомов кислорода. |
| Число молей каждого элемента в 1 моле вещества: | В 1 моль СаСО 3 (6,02 ·10 23 молекулах) содержится 1 моль (6,02 ·10 23 атомов) кальция, 1 моль (6,02 ·10 23 атомов) углерода и 3 моль (3·6,02·10 23 атомов) химического элемента кислорода) |
| Массовый состав вещества: | |
| Масса каждого элемента в 1 моле вещества: | 1 моль карбоната кальция (100г) содержит химических элементов: 40г кальция , 12г углерода , 48г кислорода . |
| Массовые доли химических элементов в веществе (состав вещества в процентах по массе):
|
Состав карбоната кальция по массе:
W (Ca) = (n (Ca) ·Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (1·40)/100= 0,4 (40%) W (C) = (n (Ca) ·Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (1·12)/100= 0,12 (12%) W (О ) = (n (Ca) ·Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (3·16)/100= 0,48 (48%) |
| Для вещества с ионной структурой (соли, кислоты, основания) – формула вещества дает информацию о числе ионов каждого вида в молекуле, их количестве и массе ионов в 1 моль вещества:
|
Молекула СаСО 3
состоит из иона Са 2+
и иона СО 3 2-
1 моль (6,02·10 23 молекул) СаСО 3 содержит 1 моль ионов Са 2+ и 1 моль ионов СО 3 2- ; 1 моль (100г) карбоната кальция содержит 40г ионов Са 2+ и 60г ионов СО 3 2- |
| Молярный объем вещества при нормальных условиях (только для газов) | |
Графические формулы
Для получения более полной информации о веществе пользуются графическими формулами , которые указывают порядок соединения атомов в молекуле и валентность каждого элемента .
Графические формулы веществ, состоящих из молекул, иногда, в той или иной степени, отражают и строение (структуру) этих молекул, в этих случаях их можно назвать структурными .
Для составления графической (структурной) формулы вещества необходимо:
- Определить валентность всех химических элементов, образующих вещество.
- Записать знаки всех химических элементов, образующих вещество, каждый в количестве, равном числу атомов данного элемента в молекуле.
- Соединить знаки химических элементов черточками. Каждая черточка обозначает пару, осуществляющую связь между химическими элементами и поэтому одинаково принадлежит обоим элементам.
- Число черточек, окружающих знак химического элемента, должно соответствовать валентности этого химического элемента.
- При составлении формул кислородсодержащих кислот и их солей атомы водорода и атомы металлов связываются с кислотообразующим элементом через атом кислорода.
- Атомы кислорода соединяют друг с другом только при составлении формул пероксидов.
Примеры графических формул:
Классификация неорганических веществ с примерами соединений
Теперь проанализируем представленную выше классификационную схему более детально.
Как мы видим, прежде всего все неорганические вещества делятся на простые и сложные :
Простыми веществами называют такие вещества, которые образованы атомами только одного химического элемента. Например, простыми веществами являются водород H 2 , кислород O 2 , железо Fe, углерод С и т.д.
Среди простых веществ различают металлы , неметаллы и благородные газы:
Металлы образованы химическими элементами, расположенными ниже диагонали бор-астат, а также всеми элементами, находящимися в побочных группах.
Благородные газы образованы химическими элементами VIIIA группы.
Неметаллы образованы соответственно химическими элементами, расположенными выше диагонали бор-астат, за исключением всех элементов побочных подгрупп и благородных газов, расположенных в VIIIA группе:
Названия простых веществ чаще всего совпадают с названиями химических элементов, атомами которых они образованы. Однако для многих химических элементов широко распространено такое явление, как аллотропия. Аллотропией называют явление, когда один химический элемент способен образовывать несколько простых веществ. Например, в случае химического элемента кислорода возможно существование молекулярных соединений с формулами O 2 и O 3 . Первое вещество принято называть кислородом так же, как и химический элемент, атомами которого оно образовано, а второе вещество (O 3) принято называть озоном. Под простым веществом углеродом может подразумеваться любая из его аллотропных модификаций, например, алмаз, графит или фуллерены. Под простым веществом фосфором могут пониматься такие его аллотропные модификации, как белый фосфор, красный фосфор, черный фосфор.
Сложные вещества
Сложными веществами называют вещества, образованные атомами двух или более химических элементов.
Так, например, сложными веществами являются аммиак NH 3 , серная кислота H 2 SO 4 , гашеная известь Ca(OH) 2 и бесчисленное множество других.
Среди сложных неорганических веществ выделяют 5 основных классов, а именно оксиды, основания, амфотерные гидроксиды, кислоты и соли:
Оксиды — сложные вещества, образованные двумя химическими элементами, один из которых кислород в степени окисления -2.
Общая формула оксидов может быть записана как Э x O y , где Э — символ какого-либо химического элемента.
Номенклатура оксидов
Название оксида химического элемента строится по принципу:
Например:
Fe 2 O 3 — оксид железа (III); CuO — оксид меди (II); N 2 O 5 — оксид азота (V)
Нередко можно встретить информацию о том, что в скобках указывается валентность элемента, однако же это не так. Так, например, степень окисления азота N 2 O 5 равна +5, а валентность, как это ни странно, равна четырем.
В случае, если химический элемент имеет единственную положительную степень окисления в соединениях, в таком случае степень окисления не указывается. Например:
Na 2 O — оксид натрия; H 2 O — оксид водорода; ZnO — оксид цинка.
Классификация оксидов
Оксиды по их способности образовывать соли при взаимодействии с кислотами или основаниями подразделяют соответственно на солеобразующие и несолеобразующие .
Несолеобразующих оксидов немного, все они образованы неметаллами в степени окисления +1 и +2. Список несолеобразующих оксидов следует запомнить: CO, SiO, N 2 O, NO.
Солеобразующие оксиды в свою очередь подразделяются на основные , кислотные и амфотерные .
Основными оксидами называют такие оксиды, которые при взаимодействии с кислотами (или кислотными оксидами) образуют соли. К основным оксидам относят оксиды металлов в степени окисления +1 и +2, за исключением оксидов BeO, ZnO, SnO, PbO.
Кислотными оксидами называют такие оксиды, которые при взаимодействии с основаниями (или основными оксидами) образуют соли. Кислотными оксидами являются практически все оксиды неметаллов за исключением несолеобразующих CO, NO, N 2 O, SiO, а также все оксиды металлов в высоких степенях окисления (+5, +6 и +7).
Амфотерными оксидами называют оксиды, которые могут реагировать как с кислотами, так и основаниями, и в результате этих реакций образуют соли. Такие оксиды проявляют двойственную кислотно-основную природу, то есть могут проявлять свойства как кислотных, так и основных оксидов. К амфотерным оксидам относятся оксиды металлов в степенях окисления +3, +4, а также в качестве исключений оксиды BeO, ZnO, SnO, PbO.
Некоторые металлы могут образовывать все три вида солеобразующих оксидов. Например, хром образует основный оксид CrO, амфотерный оксид Cr 2 O 3 и кислотный оксид CrO 3 .
Как можно видеть, кислотно-основные свойства оксидов металлов напрямую зависят от степени окисления металла в оксиде: чем больше степень окисления, тем сильнее выражены кислотные свойства.
Основания
Основания — соединения с формулой вида Me(OH) x , где x чаще всего равен 1 или 2.
Классификация оснований
Основания классифицируют по количеству гидроксогрупп в одной структурной единице.
Основания с одной гидроксогруппой, т.е. вида MeOH, называют однокислотными основаниями, с двумя гидроксогруппами, т.е. вида Me(OH) 2 , соответственно, двухкислотными и т.д.
Также основания подразделяют на растворимые (щелочи) и нерастворимые.
К щелочам относятся исключительно гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, а также гидроксид таллия TlOH.
Номенклатура оснований
Название основания строится по нижеследующему принципу:
Например:
Fe(OH) 2 — гидроксид железа (II),
Cu(OH) 2 — гидроксид меди (II).
В тех случаях, когда металл в сложных веществах имеет постоянную степень окисления, указывать её не требуется. Например:
NaOH — гидроксид натрия,
Ca(OH) 2 — гидроксид кальция и т.д.
Кислоты
Кислоты — сложные вещества, молекулы которых содержат атомы водорода, способные замещаться на металл.
Общая формула кислот может быть записана как H x A, где H — атомы водорода, способные замещаться на металл, а A — кислотный остаток.
Например, к кислотам относятся такие соединения, как H 2 SO 4 , HCl, HNO 3 , HNO 2 и т.д.
Классификация кислот
По количеству атомов водорода, способных замещаться на металл, кислоты делятся на:
— одноосновные кислоты : HF, HCl, HBr, HI, HNO 3 ;
— двухосновные кислоты : H 2 SO 4 , H 2 SO 3 , H 2 CO 3 ;
— трехосновные кислоты : H 3 PO 4 , H 3 BO 3 .
Следует отметить, что количество атомов водорода в случае органических кислот чаще всего не отражает их основность. Например, уксусная кислота с формулой CH 3 COOH, несмотря на наличие 4-х атомов водорода в молекуле, является не четырех-, а одноосновной. Основность органических кислот определяется количеством карбоксильных групп (-COOH) в молекуле.
Также по наличию кислорода в молекулах кислоты подразделяют на бескислородные (HF, HCl, HBr и т.д.) и кислородсодержащие (H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 и т.д.). Кислородсодержащие кислоты называют также оксокислотами .
Более детально про классификацию кислот можно почитать .
Номенклатура кислот и кислотных остатков
Нижеследующий список названий и формул кислот и кислотных остатков обязательно следует выучить.
В некоторых случаях облегчить запоминание может ряд следующих правил.
Как можно видеть из таблицы выше, построение систематических названий бескислородных кислот выглядит следующим образом:
Например:
HF — фтороводородная кислота;
HCl — хлороводородная кислота;
H 2 S — сероводородная кислота.
Названия кислотных остатков бескислородных кислот строятся по принципу:
Например, Cl — — хлорид, Br — — бромид.
Названия кислородсодержащих кислот получают добавлением к названию кислотообразующего элемента различных суффиксов и окончаний. Например, если кислотообразующий элемент в кислородсодержащей кислоте имеет высшую степень окисления, то название такой кислоты строится следующим образом:
Например, серная кислота H 2 S +6 O 4 , хромовая кислота H 2 Cr +6 O 4 .
Все кислородсодержащие кислоты могут быть также классифицированы как кислотные гидроксиды, поскольку в их молекулах обнаруживаются гидроксогруппы (OH). Например, это видно из нижеследующих графических формул некоторых кислородсодержащих кислот:
Таким образом, серная кислота иначе может быть названа как гидроксид серы (VI), азотная кислота — гидроксид азота (V), фосфорная кислота — гидроксид фосфора (V) и т.д. При этом число в скобках характеризует степень окисления кислотообразующего элемента. Такой вариант названий кислородсодержащих кислот многим может показаться крайне непривычным, однако же изредка такие названия можно встретить в реальных КИМах ЕГЭ по химии в заданиях на классификацию неорганических веществ.
Амфотерные гидроксиды
Амфотерные гидроксиды — гидроксиды металлов, проявляющие двойственную природу, т.е. способные проявлять как свойства кислот, так и свойства оснований.
Амфотерными являются гидроксиды металлов в степенях окисления +3 и +4 (как и оксиды).
Также в качестве исключений к амфотерным гидроксидам относят соединения Be(OH) 2 , Zn(OH) 2 , Sn(OH) 2 и Pb(OH) 2 , несмотря на степень окисления металла в них +2.
Для амфотерных гидроксидов трех- и четырехвалентных металлов возможно существование орто- и мета-форм, отличающихся друг от друга на одну молекулу воды. Например, гидроксид алюминия (III) может существовать в орто-форме Al(OH) 3 или мета-форме AlO(OH) (метагидроксид).
Поскольку, как уже было сказано, амфотерные гидроксиды проявляют как свойства кислот, так и свойства оснований, их формула и название также могут быть записаны по-разному: либо как у основания, либо как у кислоты. Например:
Соли
Так, например, к солям относятся такие соединения как KCl, Ca(NO 3) 2 , NaHCO 3 и т.д.
Представленное выше определение описывает состав большинства солей, однако же существуют соли, не попадающие под него. Например, вместо катионов металлов в состав соли могут входить катионы аммония или его органические производные. Т.е. к солям относятся такие соединения, как, например, (NH 4) 2 SO 4 (сульфат аммония), + Cl — (хлорид метиламмония) и т.д.
Классификация солей
С другой стороны, соли можно рассматривать как продукты замещения катионов водорода H + в кислоте на другие катионы или же как продукты замещения гидроксид-ионов в основаниях (или амфотерных гидроксидах) на другие анионы.
При полном замещении образуются так называемые средние или нормальные соли. Например, при полном замещении катионов водорода в серной кислоте на катионы натрия образуется средняя (нормальная) соль Na 2 SO 4 , а при полном замещении гидроксид-ионов в основании Ca(OH) 2 на кислотные остатки нитрат-ионы образуется средняя (нормальная) соль Ca(NO 3) 2 .
Соли, получаемые неполным замещением катионов водорода в двухосновной (или более) кислоте на катионы металла, называют кислыми. Так, при неполном замещении катионов водорода в серной кислоте на катионы натрия образуется кислая соль NaHSO 4 .
Соли, которые образуются при неполном замещении гидроксид-ионов в двухкислотных (или более) основаниях, называют осно вными солями. Например, при неполном замещении гидроксид-ионов в основании Ca(OH) 2 на нитрат-ионы образуется осно вная соль Ca(OH)NO 3 .
Соли, состоящие из катионов двух разных металлов и анионов кислотных остатков только одной кислоты, называют двойными солями . Так, например, двойными солями являются KNaCO 3 , KMgCl 3 и т.д.
Если соль образована одним типом катионов и двумя типами кислотных остатков, такие соли называют смешанными. Например, смешанными солями являются соединения Ca(OCl)Cl, CuBrCl и т.д.
Существуют соли, которые не попадают под определение солей как продуктов замещения катионов водорода в кислотах на катионы металлов или продуктов замещения гидроксид-ионов в основаниях на анионы кислотных остатков. Это — комплексные соли. Так, например, комплексными солями являются тетрагидроксоцинкат- и тетрагидроксоалюминат натрия с формулами Na 2 и Na соответственно. Распознать комплексные соли среди прочих чаще всего можно по наличию квадратных скобок в формуле. Однако нужно понимать, что, чтобы вещество можно было отнести к классу солей, в его состав должны входить какие-либо катионы, кроме (или вместо) H + , а из анионов должны быть какие-либо анионы помимо (или вместо) OH — . Так, например, соединение H 2 не относится к классу комплексных солей, поскольку при его диссоциации из катионов в растворе присутствуют только катионы водорода H + . По типу диссоциации данное вещество следует скорее классифицировать как бескислородную комплексную кислоту. Аналогично, к солям не относится соединение OH, т.к. данное соединение состоит из катионов + и гидроксид-ионов OH — , т.е. его следует считать комплексным основанием.
Номенклатура солей
Номенклатура средних и кислых солей
Название средних и кислых солей строится по принципу:
Если степень окисления металла в сложных веществах постоянная, то ее не указывают.
Названия кислотных остатков были даны выше при рассмотрении номенклатуры кислот.
Например,
Na 2 SO 4 — сульфат натрия;
NaHSO 4 — гидросульфат натрия;
CaCO 3 — карбонат кальция;
Ca(HCO 3) 2 — гидрокарбонат кальция и т.д.
Номенклатура основных солей
Названия основных солей строятся по принципу:
Например:
(CuOH) 2 CO 3 — гидроксокарбонат меди (II);
Fe(OH) 2 NO 3 — дигидроксонитрат железа (III).
Номенклатура комплексных солей
Номенклатура комплексных соединений значительно сложнее, и для сдачи ЕГЭ многого знать из номенклатуры комплексных солей не нужно.
Следует уметь называть комплексные соли, получаемые взаимодействием растворов щелочей с амфотерными гидроксидами. Например:
*Одинаковыми цветами в формуле и названии обозначены соответствующие друг другу элементы формулы и названия.
Тривиальные названия неорганических веществ
Под тривиальными названиями понимают названия веществ не связанные, либо слабо связанные с их составом и строением. Тривиальные названия обусловлены, как правило, либо историческими причинами либо физическими или химическими свойствами данных соединений.
Список тривиальных названий неорганических веществ, которые необходимо знать:
| Na 3 | криолит |
| SiO 2 | кварц, кремнезем |
| FeS 2 | пирит, железный колчедан |
| CaSO 4 ∙2H 2 O | гипс |
| CaC2 | карбид кальция |
| Al 4 C 3 | карбид алюминия |
| KOH | едкое кали |
| NaOH | едкий натр, каустическая сода |
| H 2 O 2 | перекись водорода |
| CuSO 4 ∙5H 2 O | медный купорос |
| NH 4 Cl | нашатырь |
| CaCO 3 | мел, мрамор, известняк |
| N 2 O | веселящий газ |
| NO 2 | бурый газ |
| NaHCO 3 | пищевая (питьевая) сода |
| Fe 3 O 4 | железная окалина |
| NH 3 ∙H 2 O (NH 4 OH) | нашатырный спирт |
| CO | угарный газ |
| CO 2 | углекислый газ |
| SiC | карборунд (карбид кремния) |
| PH 3 | фосфин |
| NH 3 | аммиак |
| KClO 3 | бертолетова соль (хлорат калия) |
| (CuOH) 2 CO 3 | малахит |
| CaO | негашеная известь |
| Ca(OH) 2 | гашеная известь |
| прозрачный водный раствор Ca(OH) 2 | известковая вода |
| взвесь твердого Ca(OH) 2 в его водном растворе | известковое молоко |
| K 2 CO 3 | поташ |
| Na 2 CO 3 | кальцинированная сода |
| Na 2 CO 3 ∙10H 2 O | кристаллическая сода |
| MgO | жженая магнезия |
Классы и номенклатура химических неорганических соединений
ЧАСТЬ II
Методические указания к лабораторным работам по курсу «ХИМИЯ»
СОСТАВИТЕЛИ:
БЕЛОВА С.Б
ГРИШИНА Н.Д.
ГОРЛАЧЕВА Т.К.
МАМОНОВ И.М.
МОСКВА 2001
1.КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Комплексными соединениями называются определенные химические соединения, образованные сочетанием отдельных компонентов и представляющие собой сложные ионы или молекулы, способные к существованию как в кристаллическом, так и в растворенном состоянии.
В молекуле комплексного соединения один из атомов, обычно положительно заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем , или центральным атомом . В непосредственной близости к нему расположены (координированы) противоположно заряженные ионы или нейтральные молекулы, называемые лигандами . Комплексообразователь и лиганды составляют внутреннюю сферу комплексного соединения.
За пределами внутренней сферы комплексного соединения находится его внешняя сфера , содержащая положительно заряженные ионы (если внутренняя сфера комплексного соединения заряжена отрицательно) или отрицательно заряженные ионы (если комплексный ион заряжен положительно); в случае незаряженной внутренней сферы внешняя сфера отсутствует.
Формула многоэлементной комплексной частицы (заряженной или нейтральной) включает центральный атом M и некоторое число n лигандов L: . Название такой частицы строится по следующей схеме:
Число одинаковых _ Название _ Название центрального
лигандов лигандов атома
При этом названия лигандов получают соединительную гласную –о , например:
F - - фторо,OH - - гидроксо,
Cl - - хлоро, CN - - циано,
O -2 – оксо, NCS -2 – тиоциано,
S -2 - тио.H - - гидридо.
Название нейтральных лигандов не изменяются (N 2 – диазот, N 2 Н 4 – гидразин, С 6 Н 6 – бензол и т.д.), кроме названий следующих распространенных лигандов:
H 2 O – аква, СО – карбонил,
NH 3 – аммин, NO – нитрозил.
Ион H + называют гидролигандом.
Названия нейтральных комплексов строятся без всяких добавлений, в названии катионных комплексов записывается степень окисленности нейтрального атома, а названия анионных комплексов имеют окончание –ат и такое же указание степени окисленности (для некоторых элементов в роли центральных атомов используются корни латинских названий элементов, т.е. вместо медь – купр, вместо железо – ферр и т.д.).
[Сo(NH 3) 3 Cl 3 ] - трихлоротриамминкобальт,
[Сu(NH 3) 4 ]SO 4 –сульфат тетраамминмеди (II),
Cl 3 – хлорид гексаакваалюминия (III),
K 4 – гексацианоферрат (II) калия,
K 3 – гексацианоферрат (III) калия.
2.НАЗВАНИЕ ИОНОВ
2.1.НАЗВАНИЕ КАТИОНОВ
Одноатомные катионы обозначаются словами «ион » и русским названием соответствующих элементов в родительном падеже.
Li +1 – ион лития,
Th +4 – ион тория.
Если элемент образует катионы с разным валентным состоянием, то оно указывается римской цифрой в скобках после названия элемента.
Ce +3 – ион церия (III),
Ce +4 – ион церия (IY).
В случае сложных катионов к названию основного элемента, образующего ион, добавляется приставка, показывающая число соединенных с ним электроотрицательных атомов или групп.
Al(OH) +2 – гидроксо алюминия –ион,
Al(OH) 2 +1 – дигидроксо алюминия -ион.
Разное валентное состояние катионообразующих элементов указывается римской цифрой после названия элемента.
FeOH +1 – гидроксожелеза II -ион,
FeOH +2 – гидроксожелеза III -ион.
Если основные соли дегидротированы (потеряли воду), то название катиона, содержащего атом кислорода, имеет приставку оксо- .
TiO +2 – оксо титан-ион,
UO 2 +2 – диоксо уран-ион.
2.2.НАЗВАНИЕ АНИОНОВ
Названия элементарных анионов образуются из корней латинских названий соответствующих элементов с суффиксом –ид- и слова «ион », соединенных дефисом.
F -1 –фторид-ион,
H -1 –гидрид-ион,
S -2 –сульфид-ион,
O -2 – оксид-ион.
Если в состав аниона входит атом водорода , то к названию элементарного иона добавляется приставка гидро- .
HS -1 –гидросульфид-ион,
ОH -1 –гидроксид-ион.
Названия анионов кислородных кислот составляются из корня латинского названия кислотообразующего элемента и имеют окончания -ат (для высшей степени окисленности элемента) и -ит (для низшей степени окисленности элемента).
SO 4 -2 -сульфат -ион,
SO 3 -2 -сульфит -ион.
Если элемент образует кислоту, находясь более чем в двух окисленных состояниях, то:
Для наивысшей степени окисленности анионы кислот имеют суффикс –ат- и приставку пер- ;
Для низшей степени окисленности суффикс –ит- и приставку гипо -.
кислота название соответствующего аниона
хлорная HClO 4 , пер хлорат -ион,
хлорноватая HClO 3 , хлорат-ион,
хлористая HClO 2 , хлорит-ион,
хлорноватистая HClO, гипо хлорит- ион.
Для анионов мета- и орто- кислот соответствующие приставки добавляются к названию иона.
РO 4 -3 -ортофосфат-ион,
РO 3 -1 -метафосфат –ион.
В названиях анионов кислых солей употребляется приставка гидро -, указывающая количество атомов водорода, содержащихся в ионе.
НРO 4 -2 - гидроортофосфат-ион.
Н 2 РO 4 -1 - дигидроортофосфат –ион
В комплексном ионе перед корнем латинского названия атома-комплексообразователя ставится приставка из греческих числительных, показывающая число лигандов и название лиганда, а после – окончание -ат . В случае, когда лигандом является анион, его название дополняется гласной -о .
3 – гексациано III феррат -ион,
4 – гексациано II феррат -ион.
3. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
ВАРИАНТ I
| Упражнение 1 | Упражнение 2 | Упражнение 3 |
| Cu 2 O | HNO 3 | V +3 |
| CuO | HNO 2 | Bi(OH) 2 +1 |
| BaO 2 | HNbO 3 | HSO 3 -1 |
| LaF 3 | H 2 CrO 4 | CrPO 4 |
| H 2 S | H 2 Cr 2 O 7 | KHCO 3 |
| Al 2 S 3 | Ce(OH) 3 | Fe(OH) 2 Cl |
| OF 2 | U(OH) 2 | KFe(SO 4) 2 |
Упражнение 4
1. Гемиоксид лития,
2. Гемипентаоксид тантала,
3. Тетрафторид циркония,
4. Селеновая кислота,
5. Дифторид кислорода,
6. Тригидрид европия,
7. Тетрагидроксид олова,
8. Ортофосфат неодима,
9. Гидрокарбонат рубидия,
10.Гексацианоферрат (II) калия.
ВАРИАНТ II
Написать названия химических соединений и ионов
| Упражнение 1 | Упражнение 2 | Упражнение 3 |
| V 2 O 5 | H 2 SO 4 | La +3 |
| Na 2 O 2 | H 2 SO 3 | Ir(OH) 2 +2 |
| NdF 3 | HIO | HSO 4 -1 |
| H 2 Se | HIO 3 | LaPO 4 |
| CS 2 | HVO 3 | NaHSO 3 |
| Al 4 C 3 | La(OH) 3 | Cr(OH) 2 Br |
| Mg 3 As 2 | Ir(OH) 4 | NaCr(SO 4) 2 |
Упражнение 4
По названию химических соединений написать их формулы
1. Тетрагидроксид церия,
2. Гемитриоксид хрома,
3. Трифторид иттрия,
4. Метаванадиевая кислота,
5. Дисульфид углерода,
6. Дигидрид кальция,
7. Монокарбид циркония,
8. Ортофосфат лантана,
9. Хлорид дигидроксоалюминия,
10. Гексацианоферрат (III) калия.
ВАРИАНТ III
Написать названия химических соединений и ионов
| Упражнение 1 | Упражнение 2 | Упражнение 3 |
| UO 2 | H 2 SiO 3 | U +3 |
| UO 3 | H 4 SiO 4 | As(OH) 2 +1 |
| Hg 2 O | HClO | HCO 3 -1 |
| H 2 Te | HClO 2 | VPO 4 |
| B 2 C | H 2 B 4 O 7 | KHSO 4 |
| Ba 3 Sb 2 | Nd(OH) 3 | Al(OH) 2 Cl |
| CH 4 | Th(OH) 4 | K 2 NaPO 3 |
Упражнение 4
По названию химических соединений написать их формулы
1. Тригидроксид хрома,
2. Диоксид марганца,
3. Тетрафторид урана,
4. Молибденовая кислота,
5. Тригидрид иттрия,
6. Дихромат калия,
7. Бромид дигидроксоалюминия,
8. Гидрокарбонат натрия,
9. Хромат калия,
10. Гексацианоферрат (II) натрия.
ВАРИАНТ IY
Написать названия химических соединений и ионов
| Упражнение 1 | Упражнение 2 | Упражнение 3 |
| WO 2 | H 2 MnO 4 | Th +4 |
| WO 3 | HMnO 4 | Al(OH) 2 +1 |
| K 2 O 2 | HClO 4 | HCrO 4 -1 |
| LuF 3 | HClO 3 | NdPO 4 |
| HI | H 4 P 2 O 7 | KHCrO 4 |
| ZnSe | V(OH) 3 | BiOHCl 2 |
| SiF 4 | Hf(OH) 4 | LiAl(SO 4) 2 |
Упражнение 4
По названию химических соединений написать их формулы
1. Диоксид серы,
2. Тетрагидроксид тория,
3. Гексафторид урана,
4. Тетрагидрид циркония,
5. Гидросульфит натрия,
6. Хлорид дигидроксожелеза (III),
7. Молибдат аммония,
8. Тетраборная кислота,
9. Сульфат хрома калия,
10. Гексацианоферрат (III) натрия.
4.СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1.СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВАНИЙ
1)Получение щелочей:
1) Металл + вода 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2 .
Ba+2H 2 O=2Ba(OH) 2 +H 2 .
2) Оксид + вода Li 2 O+H 2 O=2LiOH.
CaO + 2H 2 O=2Ca(OH) 2 .
3) Электролиз водных NaCl Û Na + + Cl - .
растворов солей щелочных
металлов
2) Получение нерастворимых в воде оснований:
Соль + щелочь CuSO 4 +2NaOH=Cu(OH) 2 ¯+Na 2 SO 4 ,
Cu 2+ + 2OH - =Cu(OH) 2 .
FeCl 2 +2KOH=Fe(OH) 2 ¯+2KCl,
Fe 2+ + 2OH - =Fe(OH) 2 .
________________________________________________
Исключение: Na 2 CO 3 +Ca(OH) 2 =2NaOH+Ca(CO) 3 ¯.
ПОЛУЧЕНИЕ ОСНОВАНИЙ
Опыт 1. Взаимодействие магния с водой.
Mg+2H 2 O = Mg(OH) 2 ¯+H 2
малиновое окраш.
Вывод: окрашивание раствора в малиновый цвет в присутствии фенолфталеина (ф.ф.) у поверхности раздела фаз Mg - H 2 O происходит вследствие образования Mg(OH) 2 .
Опыт 2. Взаимодействие оксида магния с водой
MgO+H 2 O = Mg(OH) 2 ¯
малиновое окраш.
Вывод: окрашивание раствора в малиновый цвет в присутствии фенолфталеина (ф.ф.) указывает на образование Mg(OH) 2 . Наблюдаем более интенсивное окрашивание раствора чем в первом опыте, т.к. у MgO большая поверхность.
Опыт 3. Получение слабых и малорастворимых оснований
1.1. NH 4 Cl+NaOH = NH 4 OH (NH 3 +H 2 O)+NaCl.
1.2. FeCl 3 +3NaOH = Fe(OH) 3 ¯+3NaCl,
Fe 3+ + 3OH - =Fe(OH) 3 .
1.3. CuSO 4 +2NaOH=Cu(OH) 2 ¯+Na 2 SO 4 ,
к. голубой
Cu 2+ + 2OH - =Cu(OH) 2 .
Вывод: Слабые и малорастворимые основания образуются путем взаимодействия соли с щелочами.
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОТ
1) Получение кислородсодержащих кислот:
взаимодействие соответствующих SO 3 +H 2 O = H 2 SO 4
ангидридов с водой N 2 O 5 +H 2 O = 2HNO 3 .
2) Получение некоторых кислородсодержащих кислот:
действие на неметаллы сильных 2P+5HNO 3 +2H 2 O = 3H 3 PO 4 +5NO
окислителей 3I 2 +10HNO 3 = 6HIO 3 +10NO+2H 2 O.
3) Получение бескислородных кислот:
прямое взаимодействие элементов H 2 +Cl 2 =2HCl.
4)Общий способ:
реакция обмена между солью NaCl+H 2 SO 4 =HCl+NaHSO 4
и менее летучей кислотой NaNO 3 +H 2 SO 4 =HNO 3 +NaHSO 4 .
4.4.ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОТ
Опыт 1. Взаимодействие ангидрида с водой
1.1. S+O 2 =SO 2 ,
1.2.SO 2 +H 2 O +H 2 SO 3 .
Опыт 2. Реакция обмена между солью и более летучей кислотой
2.1. 2NaCH 3 COO+H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +2CH 3 COOH,
к. характ.запах
CH 3 COO - +H + = CH 3 COOH.
2.2. 2NaCl+H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +2HCl.
выделение газа
Вывод. Одними из способов получения кислот являются:
Взаимодействие ангидрида с водой;
Взаимодействие соли с нелетучей кислотой.
4.5.СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ
1) Из металлов :
Металлы с неметаллами Mg+Cl 2 =MgCl 2 ,
Металлы с кислотами Zn+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ,
Металлы с cолями Cu+HgCl 2 =CuCl 2 +Hg.
2) Из оксидов :
Основные оксиды с кислотами CaO+2HCl= CaCl 2 +H 2 O,
Кислотные оксиды с основаниями CO 2 +Ca(OH) 2 = CaCO 3 +H 2 O,
Кислотные оксиды с основными CaO+CO 2 =CaCO 3 .
3) Реакция нейтрализации :
Кислота с основанием H 2 SO 4 +2NaOH=Na 2 SO 4 +2H 2 O.
4) Из солей:
Соли с солями AgNO 3 +NaCl=AgCl¯+NaNO 3 ,
Соли c основаниями CuSO 4 +2NaOH=Cu(OH) 2 ¯+Na 2 SO 4 ,
Соли c кислотами Na 2 CO 3 +2HCl=2NaCl+H 2 O+CO 2 .
4.6.ПОЛУЧЕНИЕ СОЛЕЙ
Опыт 1 . Взаимодействие соли с основанием
Al 2 (SO 4) 3 +8NaOH= 3Na 2 SO 4 +2NaAlO 2 +4H 2 O.
Опыт 2 . Взаимодействие соли с солью
Pb(NO 3) 2 +KI=PbI 2 ¯+2KNO 3 ,
Pb 2+ + 2I - =PbI 2 ¯.
4.7.ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА АМФОТЕРНЫХ ГИДРОКСИДОВ
Опыт 1 .
ZnSO 4 +2NaOH= Zn(OH) 2 ¯+ Na 2 SO 4 ,
Zn +2 + 2OH - =Zn(OH) 2 ¯.
2H + + ZnO 2 -2 Û Zn(OH) 2 ÛZn +2 + 2OH - .
Опыт 1 .1 .
Zn(OH) 2 +2HCl=ZnCl 2 +2H 2 O,
Zn(OH) 2 +2H + =Zn +2 +2H 2 O.
Опыт 1 .2 .
Zn(OH) 2 +2NaOH=Na 2 ZnO 2 +2H 2 O,
Zn(OH) 2 +2OH - =ZnO 2 -2 +2H 2 O.
Вывод: гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами, т.е. реагирует как с кислотами, проявляя основные свойства, так и с основаниями, проявляя кислотные свойства.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Названия важнейших кислот и их солей
| Кислота | Название | |
| кислоты | Соли | |
| HAlO 2 | Метаалюминиевая | Метаалюминат |
| HAsO 3 | Метамышьяковая | Метаарсенат |
| H 3 AsO 4 | Ортомышьяковая | Ортоарсенат |
| HАsO 2 | Метамышьяковистая | Метаарсенит |
| H 3 AsO 3 | Ортомышьяковистая | Ортоарсенит |
| HBO 2 | Метаборная | Метаборат |
| H 3 BO 3 | Ортоборная | Ортоборат |
| H 2 B 4 O 7 | Четырехборная | Тетраборат |
| HBr | Бромоводород | Бромид |
| HOBr | Бромноватистая | Гипобромит |
| HBrO 3 | Бромноватая | Бромат |
| HCOOH | Муравьиная | Формиат |
| CH 3 COOH | Уксусная | Ацетат |
| HCN | Циановодород | Цианид |
| H 2 СO 3 | Угольная | Карбонат |
| H 2 С 2 O 4 | Щавелевая | Оксалат |
| HCl | Хлороводород | Хлорид |
| HClO | Хлорноватистая | Гипохлорит |
| HСlO 2 | Хлористая | Хлорит |
| HСlO 3 | Хлорноватая | Хлорат |
| HСlO 4 | Хлорная | Перхлорат |
| HCrO 2 | Метахромистая | Метахромит |
| H 2 СrO 4 | Хромовая | Хромат |
| H 2 Сr 2 O 7 | Двухромовая | Дихромат |
| HI | Иодоводород | Иодид |
| HOI | Иодноватистая | Гипоиодит |
| HIO 3 | Иодноватая | Иодат |
| HIO 4 | Иодная | Периодат |
| HMnO 4 | Марганцовая | Перманганат |
| H 2 MnO 4 | Марганцовистая | Манганат |
| H 2 MoO 4 | Молибденовая | Молибдат |
| HN 3 | Азидоводород (азотистоводородная) | Азид |
| HNO 2 | Азотистая | Нитрит |
| HNO 3 | Азотная | Нитрат |
| HPO 3 | Метафосфорная | Метафосфат |
| H 3 PO 4 | Ортофосфорная | Ортофосфат |
| H 4 P 2 O 7 | Двуфосфорная (пирофосфорная) | Дифосфат (пирофосфат) |
| H 3 PO 3 | Фосфористая | Фосфит |
| H 3 PO 2 | Фосфорноватистая | Гипофосфит |
| H 2 S | Сероводород | Сульфид |
| HSCN | Родановодород | Радонит |
| H 2 SO 3 | Сернистая | Сульфит |
| H 2 SO 4 | Серная | Сульфат |
| H 2 S 2 O 3 | Тиосерная | Тиосульфат |
| H 2 S 2 O 7 | Двусерная (пиросерная) | Дисульфат (пиросульфат) |
| H 2 S 2 O 8 | Пероксодвусерная (надсерная) | Пероксодисульфат (персульфат) |
| H 2 Se | Селеноводород | Селенид |
| H 2 SeO 3 | Селенистая | Селенит |
| H 2 SeO 4 | Селеновая | Селенат |
| H 2 SiO 3 | Кремниевая | Силикат |
| HVO 3 | Ванадиевая | Ванадат |
| H 2 WO 4 | Вольфрамовая | Вольфрамат |
Международный союз по теоретической и прикладной химии сформулировал общие правила для формирования названий химических соединений – так называемую систематическую международную номенклатуру . Она является наиболее строгой, достаточно простой и универсальной; название неорганических соединений строится по следующим основным правилам:
Если соединение состоит только из двух элементов, то первый называют по-русски (на национальном языке страны), указывая приставками (ди, три, тетра и т.д.) число его атомов. Второй элемент называют по латыни с суффиксом -ид (и соответствующими количественными приставками): например: NaCl - натрий хлорид, BaO - барий оксид, BN –бор нитрид, GaAs – галлий арсенид, N 2 O –диазот оксид, СеO 2 - церий диоксид, S 2 O 3 - дисера триоксид;
Если соединение состоит из трех и более элементов (например, кислородсодержащие кислоты, основания, соли), то кислотный остаток называют слитно справа налево, указывая количество атомов кислорода – оксо, диоксо, триоксо и т.д., а затем по латыни элемент с суффиксом -ат (в скобках записывают римскими цифрами его степень окисления (при условии, что данный элемент имеет несколько с. о. в соединениях). В конце названия пишут через дефис слово «ион». Например:
SO 4 2- - тетраоксосульфат (VI) - ион
SO 3 2- - триоксосульфат (IV) – ион
NO 3 - - триоксонитрат (V) – ион
NO 2 - - диоксонитрат (III) – ион
SiO 3 2- - триоксосиликат (IV) – ион (метасиликат-ион по полусистематической номенклатуре, использование которой допустимо). Например:
Na 2 SiO 3 - динатрий триоксосиликат (IV) или динатрий метасиликат
PO 4 3- -тетраоксофосфат(V) (или ортофосфат-ион по полусистематической номенклатуре).
АlPO 4 – алюминий тетраоксофосфат(V) , или алюминий ортофосфат
СО 3 2- - триоксокарбонат-ион (карбонат- ион)
СaCO 3 кальций триоксокарбонат, кальций карбонат
РО 3 - –триоксофосфат (V) - ион или метафосфосфат- ион
Zn(PO 3) 2 – цинк триоксофосфат(V) или цинк метафосфат
OH - – гидроксид- ион
Сa(OH) 2 –кальций дигидроксид
В настоящее время в России наиболее широко распространена международная или полусистематическая номенклатура (рассмотренную выше систематическую номенклатуру в школьной программе до сих пор практически не изучают). В технической, технологической, научной литературе, во многих ГОСТах, документации часто встречается русская номенклатура , которая формально давно отменена. Кроме того, нередко на этикетках, в справочной литературе, в технологических инструкциях и т.д. встречаются названия соединений по тривиальной номенклатуре . В качестве примера далее в тексте приведена таблица с названиями некоторых неорганических соединений по различным разновидностям химической номенклатуры, которые используются или встречаются в настоящее время в России.
| Формула соединения | Химическая номенклатура | |||
| систематическая | полусистематическая | русская | тривиальная | |
| N 2 O | диазот оксид | оксид N(I) | полуокись азота закись азота | веселящий газ |
| NO 2 | оксид диазот | оксид N(IV), диоксид азота | двуокись азота | «лисий» хвост |
| HNO 3 | водород триоксонитрат (V) | кислота азотная | азотная кислота | – |
| HCl | водород хлорид | хлорид водорода | хлороводородная кислота | соляная кислота |
| H 2 SO 4 | диводород тетраоксосульфат (VI) | кислота серная | серная кислота | купоросное масло |
| NaOH | натрий гидроксид | гидроксид натрия | гидроокись натрия | едкий натр |
| Ca(OH) 2 | кальций дигидроксид | гидроксид кальция | гидроокись кальция | известковая вода, гашеная известь |
| NaHS | натрий водородсульфид | гидросульфид натрия | кислый сернистый натрий | – |
| ZnOHCl | цинк гидроксид хлорид | хлорид гидроксоцинка | основной хлористый цинк | – |
| CaHPO 4 | кальций водород тетраоксофосфат(V) | гидрофосфат кальция | кислый двузамещенный ортофосфорнокислый кальций | – |
| PH 3 | фосфор тригидрид | гидрид фосфора (III) | водородистый фосфор | фосфин |
| АlOHSO 3 | алюминий гидроксид триоксо- сульфат(IV) | сульфит гидроксо- алюминия | основной двузамещенный сернистокислый алюминий | – |
| Na 2 CO 3 | динатрий триоксокарбонат (IV) | карбонат натрия | углекислый натрий | сода |
| KNO 3 | калий триоксонитрат (V), калия нитрат | нитрат калия | азотнокислый калий | селитра (калиевая) |
Абитуриентам, поступившим в высшие учебные заведения необходимо также знать групповые названия элементов:
Щелочные металлы: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr;
Щелочноземельные металлы: Ca, Sr, Ba, Ra;
Переходные элементы 3d-ряда (3d-элементы): Sc……Zn;
Лантаноиды (редкоземельные элементы): Сe ……Lu;
Актиноиды (трансурановые элементы): Th………Lr;
Платиноиды (элементы группы платины): Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt;
Халькогены: S, Se, Te;
Галогены: F, Cl, Br, I, At.
Эти названия часто используются для выделения различных типов соединений, например: сульфиды щелочных металлов, галогениды переходных элементов и т.п.
Классификация неорганических соединений
Большинство неорганических соединений могут быть разделены на три основных класса (типа): оксиды, гидроксиды и соли. Для лучшего понимания бескислородные кислоты можно условно выделить в отдельний класс неорганических соединений. Общая схема классификации представлена на рис 1 (см. приложение 1). Эта классификация не является полной, так как в нее не вошли некоторые менее часто встречающиеся бинарные (то есть состоящие из двух элементов) соединения (например, арсин – AsH 3 , сероуглерод –CS 2 и пр.).
Оксиды
Химические соединения элементов с кислородом вида называются оксидами (степень окисления атома О в оксидах равна «-2»).
Систематическая номенклатура оксидов : на первом месте указывают название элемента в именительном падеже с соответствующими греческими количественными приставками, далее - слово «оксид» также с соответствующими количественными приставками, например: SiO 2 - кремний диоксид, Fe 2 O 3 - дижелезо триоксид, P 2 O 5 - дифосфор пентоксид и т.д..
Полусистематическая (международная) номенклатура : на первом месте находится слово «оксид», за которым следует название элемента в родительном падеже с указанием римскими цифрами в скобках его степени окисления, например:
Fe 2 O 3 – оксид железа (III), допускается запись: оксид Fe (III);
FeO- оксид железа (II), допускается запись: оксид Fe(II);
P 2 O 3 - оксид фосфора (III);
P 2 O 5 - оксид фосфора (V);
NO – оксид азота (II), допускается запись монооксид азота;
NO 2 – оксид азота (IV), допускается запись диоксид азота.
Na 2 O – оксид натрия (натрий имеет только одно значение степени окисления в соединениях, в таких случаях ее не указывают).
Русская номенклатура в названиях оксидов оперирует словом «окись» с указанием количества атомов кислорода на один атом элемента, например: N 2 O – полуокись азота,
Fe 2 O 3 – полутороокись железа,
CO 2 – двуокись углерода.
Следует отметить, что в русской номенклатуре оксид элемента с низшей степенью окисления часто называли закисью элемента, а оксид того же элемента с высшей степенью окисления – окисью, например: Сu 2 О - закись меди, CuO- окись меди.
Существуют соединения элементов с кислородом, которые не проявляют свойств оксидов (в этих соединениях атом кислорода имеет степень окисления, которая не равна «-2»). Например, Н 2 О 2 -1 - пероксид водорода (перекись водорода), проявляет свойства слабой кислоты, Na 2 O 2 -1 - пероксид натрия – соль. В этих соединениях содержится группы атомов –О–О– или анион . Схема классификации оксидов приведена на рис. 2 (см. приложение 2).
Гидроксиды
Гидроксиды - это сложные вещества общей формулы , то есть продукты прямого или косвенного взаимодействия оксидов с водой. Гидроксиды по своему характеру могут быть разделены на 3 группы: основные (основания), кислотные (кислородсодержащие кислоты) и амфотерные основания (см. рис. 1 приложения).
Основания
Общая формула (n<= 4), где Me - атом металла в степени окисления +n. Исключение – гидроксид аммония NH 4 OH, не содержащий атомов металла.Основания - это соединения, при диссоциации которых в водных растворах образуется только один вид анионов (отрицательно заряженные ионы) – гидроксид-ионы ОН - (более широкое определение: основания – это соединения, присоединяющие протон (Н +) или являющиеся акцепторами протонов Н +).
Растворимыми в воде основаниями или щелочами являются гидроксиды наиболее активных металлов (щелочных и щелочноземельных): LiOH, KOH, NaOH, RbOH, CsOH; Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 . Перечисленные основания являются сильными электролитами (степень диссоциации α → 1). Все остальные гидроксиды металлов являются малорастворимыми или практически нерастворимыми и одновременно слабыми электролитами. Следует запомнить, что растворимое в воде основание NH 4 OH (раствор газообразного аммиака NH 3 в воде) является слабым. Основания AgOH и Hg(OH) 2 самопроизвольно разлагаются в растворах на оксид и воду.
По количеству гидроксид-ионов или –ОН групп все основания можно разделить на однокислотные (содержат одну –ОН группу) и многокислотные (содержат более одной –ОН группы). Следует знать, что гидроксид-ионы ОН - образуются и существуют только в растворах при диссоциации оснований, а также основных солей.
В названии основания по систематической международной номенклатуре на первое место ставят название элемента, образующего основание, за которым следует слово « гидроксид», с соответствующей количественной приставкой, при необходимости, например:
Mg(OH) 2 – магний дигидроксид,
Cr(OH) 3 – хром тригидроксид
NaOH – натрий гидроксид
Полусистематическая (международная) номенклатура: на первое место ставится слово « гидроксид», за которым следует название элемента в соответствующем падеже и указание степени окисления элемента (римскими цифрами в круглых скобках), например, NaOH – гидроксид натрия, Cr(OH) 3 - гидроксид хрома(III). Устаревшая русская номенклатура оперирует словом «гидроокись» с соответствующими количественными приставками, указывающими количество гидроксид-ионов в основании – NaOH – гидроокись натрия (название по тривиальной номенклатуре и старое техническое название – едкий натр).
Кислородсодержащие кислоты
Кислородсодержашие кислоты также относятся к гидроксидам . Это электролиты, образующие при диссоциации в водных растворах из положительно заряженных ионов только ионы водорода H + , или, более точно, ионы гидроксония Н 3 О + - гидратированный ион водорода. Более общее определение: кислоты – это вещества, являющиеся донорами протонов Н + . В зависимости от количества катионов водорода, образующихся при диссоциации кислоты, кислоты классифицируют также как основания, по основности. Существуют одно-, двух-, трех- и четырехосновные кислоты. Например, азотная кислота HNO 3 , азотистая кислота HNO 2 –одноосновные кислоты, угольная кислота H 2 CO 3 , серная кислота H 2 SO 4 – двухосновные кислоты, ортофосфорная кислота H 3 PO 4 является трехосновной кислотой, а ортокремниевая кислота H 4 SiO 4 –четырехосновной кислотой.
Номенклатура кислородсодержащих кислот : по названия кислородсодержащих кислот формируются, как указывалось ранее, с учетом аниона, входящего в состав кислоты. Например:
H 3 PO 4 - триводород тетраоксофосфат(V) или триводород ортофосфат
H 2 CO 3 - диводород триоксокарбонат (IV)
HNO 3 - водород триоксонитрат (V)
Н 2 SiO 3 - диводород триоксосиликат (IV) или диводород метасиликат
H 2 SO 4 - диводород тетраоксосульфат(VI) (количество атомов водорода в кислотах можно не указывать)
По систематической номенклатуре названия кислот используют редко, чаще всего применяют традиционно сложившиеся названия, которые формируются от русского названия элемента (русская номенклатура) по определенным правилам (см. таблицу). В таблице приведен перечень кислородсодержащих кислот, соли которых наиболее распространены в природе. Следует обратить внимание, что название кислотного остатка определяет название соли и строят его чаще всего по полусистематической (международной) номенклатуре от латинского названия элемента. В связи с этим необходимо вспомнить латинские названия элементов наиболее часто встречающихся в кислотах, например, N – азот, в русской транскрипции латинского названия звучит как [нитрогениум], С – углерод – [карбониум], S – сера – [сульфур], Si- кремний – [силициум], олово – [станнум], свинец – [плюмбум], мышьяк – [арсеникум] и т.д. В таблице приведены общие правила, в соответствии с которыми можно назвать большинство неорганических кислородсодержащих кислот других элементов, их кислотные остатки и соли.
Таблица наиболее распространенных кислородсодержащих кислот
| Формула кислоты | Название кислоты по русской номенклатуре | Кислотный остаток | Название кислотного остатка и соли |
| серная | SO 4 2- HSO 4 - | сульфат-ион, сульфаты, гидросульфат-ион, гидросульфаты | |
| +4 H 2 SO 3 | cернистая | SO 3 2- HSO 4 - | cульфит-ион, сульфиты, гидросульфит-ион, гидросульфиты |
| +5 HNO 3 | азотная | NO 3 - | нитрат-ион; нитраты |
| +3 HNO 2 | азотистая | NO 2 - | нитрит-ион, нитриты |
| +5 HPO 3 | метафосфорная | PO 3 - | метафосфат-ион, метафосфаты |
| +5 H 3 PO 4 | ортофосфорная | PO 4 3- H 2 PO 4 - HPO 4 2 | ортофосфат-ион, ортофосфаты, дигидро(орто)фосфат-ион, дигидро(орто)фосфаты, гидро(орто)фосфат-ион, гидро(орто)фосфаты |
| +5 H 4 P 2 O 7 | двуфосфорная (пирофосфорная) | P 2 O 7 4- | пирофосфат-ион, пирофосфаты |
| +3 HPO 2 | фосфористая | PO 2 - | фосфит-ион, фосфиты |
| H 2 CO 3 | угольная | CO 3 2- HCO 3 - | карбонат-ион, карбонаты, гидрокарбонат-ион, гидрокарбонаты |
| H 2 SiO 3 | метакремниевая | SiO 3 2- HSiO 3 - | метасиликат-ион, метасиликаты, гидрометасиликат-ион, гидрометасикаты |
| H 4 SiO 4 | ортокремниевая | SiO 4 4- H 3 SiO 4 - H 2 SiO 4 2- HSiO 4 3- | ортосиликат-ион; ортосиликаты, тригидро(орто)силикат-ион, тригидро(орто)силикаты, дигидро(орто)силикат-ион дигидро(орто)силикаты, гидроортосиликат-ион, гидроортосиликаты |
| H 2 CrO 4 | хромовая | CrO 4 - | хромат-ион, хроматы |
| H 2 Cr 2 O 7 | двухромовая | Cr 2 O 7 2- | бихромат-ион, бихроматы |
| HClО | хлорноватистая | ClO - | гипохлорит-ион, гипохлориты |
| HClO 2 | хлористая | ClO 2 - | хлорит-ион, хлориты |
| HClO 3 | хлорноватая | ClO 3 - | хлорат-ион, хлораты |
| HClO 4 | хлорная | ClO 4 - | перхлорат-ион, перхлораты |
Гидросоли и названия их кислотных остатков будут рассмотрены в разделе«соли». Правила названия кислородсодержащих кислот и кислотных остатков (за исключением тех, которые имеют тривиальные названия или их следует называть по систематической номенклатуре) следующие:
Высшая с. о. элемента (равна № группы в периодической системе) – корень русского названия элемента + окончание «а я» или «ова я»
Название
Кислородсодержащей
Кислоты
С.о. элемента < max – корень русского названия элемента +
окончание «и стая» или «ови стая»
Высшая с.о. элемента – корень латинского названия элемента +
Название суффикс «а т»
Кислотного
остатка
с.о. элемента < max – латинское название элемента + суффикс «и т»
Зная приведенные правила, легко вывести формулы кислот для различных элементов (с учетом положения в периодической системе) и назвать их. Например, металл Sn - олово (1V гр.) латинское название - stannum («станнум»):
Max с.о. = +4 Min с.о. = +2
Оксиды: SnO 2 SnO
амфот. амфот.
+Н 2 О+Н 2 О
Н 2 SnO 3 H 2 SnO 2
оловянная кислота оловянистая кислота
SnO 3 2- SnO 2 2-
станнат - ион, станнит -ион,
Na 2 SnO 3 – станнат Na Na 2 SnO 2 – станнит Na
Оксидам некоторых элементов соответствуют две кислоты: мета - и ортокислота , формально они отличаются на одну молекулу Н 2 О.
Вывод формулы мета и ортокислоты (если они существуют у данного элемента): при формальном присоединении к оксиду одной молекулы Н 2 О получаем формулу метакислоты, последующее присоединение еще одной молекулы воды к формуле метакислоты позволяет вывести формулу ортокислоты. Например, выведем формулу мета- и ортокислоты, соответствующей оксиду P (V):
+H 2 O +H 2 O
H 2 P 2 O 6 à HPO 3 - метафосфорная к-та H 3 PO 4 - ортофосфорная к-та
Приведем пример обратной задачи: назвать соли NaBO 2 и K 3 BO 3 . Степень окисления атома бора в этих солях равна +3 (проверьте расчет), следовательно, соли образованы от кислотного оксида В 2 О 3 . Если в обеих солях степени окисления бора одинаковые, а виды кислотных остатков разные, то это соли мета- и ортоборной кислоты. Выведем формулы этих кислот:
В 2 О 3 НВО 2
+ Н 2 О + Н 2 О
НВО 2 - метаборная кислота, Н 3 ВО 3 - ортоборная кислота,
соли – метабораты соли – ортобораты
Названия солей: NaBO 2 – метаборат натрия; Na 3 BO 3 - ортоборат натрия.
Бескислородные килоты
Общая формула таких кислот H х Э у. Эта группа соединений по химическим свойствам и характеру диссоциации в водных средах (образование ионов гидроксония Н 3 О +) сходна с кислородсодержащими кислотами, однако может быть выделена в отдельную группу, т.к. они не являются гидроксидами. Аналогично кислородным кислотам, они могут быть различной основности.
Название по систематической номенклатуре формируют следующим образом: на первом месте стоит слово «водород» с соответствующими количественными приставками, затем следует латинское название элемента с суффиксом «ид», например:
HCl- водород хлорид
H 2 S – диводород сульфид
HCNS - водород роданид
Наиболее распространенные бескислородные кислоты, название по полусистематической (международной) номенклатуре их кислотных остатков и солей приведены ниже:
Название бескислородной кислоты : сочетание корня русского названия элемента и слова «водородная». (По полусистематической номенклатуре на первом месте - название кислотного остатка + слово «водорода», например HCl-хлорид водорода, H 2 S- сульфид водорода, в современной русской учебной литературе наиболее распространены названия, которые приведены в таблице).
Название кислотного остатка : корень латинского названия элемента с суффиксом «и д».
Как и основания, все кислоты, независимо от их состава являются электролитами разной силы и подразделяют в зависимости от степени диссоциации на сильные , слабые кислоты и кислоты средней силы .
Следует запомнить, что сильными кислотами являются следующие: H 2 SO 4 , HCl, HBr, HI, HNO 3 , HClO 4 , HMnO 4 .
Такие кислоты, как H 2 CO 3 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HNO 2 , H 3 BO 3 , HСlO, HCN являются слабыми кислотами .
Соли
Соли – сложные вещества, состоящие из катионов (положительно заряженных частиц, чаще всего атомы металла) и отрицательно заряженных кислотных остатков. Разделяют по видам на нормальные (средние), гидросоли (кислые соли), гидроксосоли (основные соли), двойные соли, смешанные и комплексные . Двойные соли содержат атомы двух металлов и общий кислотный остаток, например, алюмокалиевые квасцы - KAl (SO 4) 2 ·12H 2 O. Смешанные соли имеют в своем составе разные кислотные остатки, например CaOCl 2 - смешанная соль кислот HCl и HСlO. В составе комплексных солей присутствует комплексный катион, например, Cl, или комплексный анион – Na. Как правило, вне зависимости от растворимости, большинство солей являются сильными электролитами.
Нормальные (средние) соли
Нормальные, или средние соли представляют собой продукт полной нейтрализации кислоты основанием (полное замещение атомов водорода атомами металла (более строго - катионами оснований) или полное замещение гидроксид-ионов основания кислотными остатками. В растворах диссоциируют с образованием катионов и анионов (кислотных остатков).
По международной систематической номенклатуре названия солей формируются аналогично описанным ранее названиям других классов соединений.. Например, Na 2 CO 3 - динатрий триоксокарбонат, К 2 SO 4 - дикалий тетраоксосульфат(VI), СaSiO 3 - кальций триоксосиликат (IV), NaClO – натрий хлорат (I), NaClO 2 –натрий хлорат (II), NaCl- натрий хлорид, Na 2 S- динатрий сульфид и т.д.
По полусистематической (международной) номенклатуре на первое место ставят название кислотного остатка (см. таблицы кислот), на второе – название катиона соли с указанием римскими цифрами без алгебраического знака степени окисления металла, если это, как отмечали ранее, необходимо. Например, Na 2 CO 3 – карбонат натрия, NaClO – хлорит натрия, FeSO 4 - сульфат железа (II), Fe 2 (SO 4) 3 –сульфат железа (III), Na 2 S – сульфид натрия. Допускается запись: FeSO 4 – сульфат Fe(II), Fe 2 (SO 4) 3 – сульфат Fe(III). В редких случаях для высших степеней окисления элемента в кислотном остатке используется приставка «пер » или «пиро » с суффиксом – «ат» , а в низшей степени окисления в названии соли приставка «гипо» с суффиксом «ит ». Например, NaClO можно назвать гипохлоритом натрия, NaClO 4 - перхлоратом натрия, а знаменитую «красную ртуть» Hg 2 Sb 2 O 7 - пиростибатом ртути, без указания степени окисления элемента в кислотном остатке.
По русской номенклатуре, считающейся в настоящее время устаревшей, названия нормальных солей образуют от названия соответствующей кислоты с прибавлением слова «кислый » (для солей, образованных от кислородсодержащих кислот) и названия катиона (при различных степенях окисления металла используют слова «окисное » или «закисное »), например:
Na 2 SO 4 - серно кислый натрий (высшая степень окисления у атома серы)
Na 2 SO 3 - сернисто кислый натрий (степень окисления у атома серы меньше максимальной).
Fe(NO 3) 2 – азотнокислое закисное железо
Fe(NO 2) 3 – азотистокислое окисное железо
Названия нормальных солей бескислородных кислот по русской номенклатуре начинают с кислотного остатка (русское название элемента в нем записывают в виде прилагательного с суффиксом «ист ») и заканчивают названием катиона: Na 2 S - сернистый натрий, КСN - цианистый калий. Если катион (атом металла) проявляет несколько степеней окисления, то в солях с высшей степенью окисления атома металла название кислотного остатка имеет окончание «ая , ое » (CuCl 2 – хлорная медь, FeCl 3 – хлорное железо). При более низкой степени окисления атома металла окончание кислотного остатка будет «истая, истое » (CuCl – хлористая медь, FeCl 2 – хлористое железо).
Названия нормальных солей по русской номенклатуре достаточно сложны, и менее универсальны, поэтому встречаются только в старой литературе . Тем не менее, мы сочли необходимым дать их, поскольку они пока еще используются в технической литературе, некоторых справочниках, на этикетках химреактивов и др.
Примеры названий некоторых солей по полусистематической и систематической номенклатуре приведены ниже:
| Формула соли | Название по полусистематической номенклатуре | Название по систематичекой номенклатуре |
| Na 2 CO 3 | карбонат натрия | динатрий триоксокарбонат |
| Ca 2 SiO 4 | метасиликат кальция | дикальций тетраоксосиликат |
| NaCrO 2 | метахромит натрия | натрий диоксохромат (III) |
| Na 3 CrO 3 | ортохромит натрия | тринатрий триоксохромат (III) |
| К 2 CrO 4 | хромат калия | дикалий тетраоксохромат (VI) |
| КClO 4 | перхлорат калия | калий тетраоксохлорат (VII) |
| Ва(ClO 3) 2 | хлорат бария | барий триоксохлорат (V) |
| КClO 2 | хлорит калия | калий диоксохлорат (III) |
| Са(ClO) 2 | гипохлорит калия | кальций оксохлорат (I) |
| CuS | сульфид меди (II) | медь сульфид |
| Cu 2 S | сульфид меди (I) | димедь сульфид |
Основные способы получения нормальных, гидро- и гидроксосолей
Напомним, что условием протекания реакции в растворе электролита до конца является: а) образование плохо растворимого вещества; б) газа; в) слабого электролита; г) устойчивого комплексного аниона или катиона. Гидросоли и гидроксосоли, как правило, можно получить теми же способами, которые используют для получения нормальных солей, но при другом соотношении исходных веществ. Основные способы их получения приведены в этом разделе:
1. Реакция нейтрализации (в зависимости от соотношения основания и кислоты можно получить разные виды солей):
Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 = FeSO 4 + 2 H 2 O
Fe(OH) 2 + 2 H 2 SO 4 = Fe(HSO 4) 2 + 2 H 2 O
2 Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 = (FeOH) 2 SO 4 + 2 H 2 O
(FeOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4 = 2 FeSO 4 + 2 H 2 O
2. Взаимодействие металлов с кислотами, неметаллами и солями :
Ca + H 2 SO 4 p = CaSO 4 + H 2
4 Ca + 5 H 2 SO 4 к = 4 CaSO 4 + H 2 S + 4 H 2 O
Pb + H 2 SO 4 p = PbSO 4 ¯ + H 2
PbSO 4 ¯ + H 2 SO 4 = Pb(HSO 4) 2
2 Fe + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3
CuSO 4 + Zn = Cu + ZnSO 4
3. Реакции с участием оксидов :
CaO + CO 2 = CaCO 3
Fe 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 O
SO 3 + 2 Ca(OH) 2 = (CaOH) 2 SO 4 + H 2 O
SO 3 + Ca(OH) 2 = CaSO 4 + H 2 O
2 SO 3 + Ca(OH) 2 = Ca(HSO 4) 2
4. Реакции с участием солей (реакции обмена) :
Na 2 SO 4 + BaCl 2 = 2NaCl + BaSO 4 ¯
CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ¯ + Na 2 SO 4
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2
Ca(HSO 4) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ¯ + 2 NaHSO 4
Таким образом, нормальные, гидросоли и гидроксосоли получают многими способами. При этом, использование одинаковых исходных веществ при различном их соотношении (п.1,3) позволяет получить разные соли. Достаточно много ошибок допускают при составлении названий солей. Номенклатура нормальных солей была рассмотрена выше. Однако обязательным условием составления правильных названий различных солей по полусистематической (международной) номенклатуре (наиболее широко используемой в русской учебной, научной и технической литературе) и написания их формул является хорошее знание номенклатуры кислот и кислотных остатков (см. таблицы кислот выше).
Гидросоли (кислые соли)
Гидросоли представляют собой продукты неполного замещения катионов водорода в кислоте.Эти соли содержат в составе кислотного остатка один или несколько атомов водорода: Сa(HSO 4) 2 , KH 2 PO 4 и др.Такого вида анионы можно обнаружить в водном растворе соли:
Ca(HSO 4) 2 Û Ca 2+ + 2 HSO 4 -
Приведем примеры названий гидросолей по международной систематической номенклатуре :
NaHCO 3 - натрий водородтриоксокарбонат
NaH 2 PO 4 - натрий диводородтетраоксофосфат (V)
Na 2 HPO 4 - динатрий водородтетраоксофосфат (V)
NaHSO 4 - натрий водородтетраоксосульфат (VI)
По русской номенклатуре названия кислых солей образуют из названий нормальных солей с добавлением слова «кислый ». Если кислая соль образована от трех- и четырехосновных кислот, то необходимо также указывать количество замещенных атомов водорода, например:
NaHCO 3 - кислый углекислый натрий
NaH 2 PO 4 - кислый однозамещенный фосфорнокислый натрий
Na 2 HPO 4 - кислый двузамещенный фосфорнокислый натрий