Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Химическая номенклатура представляет собой набор правил для сгенерированных систематических названий для химических соединений . Чаще всего во всем мире используется номенклатура, созданная и разработанная Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC).

Правила ИЮПАК для обозначения органических и неорганических соединений , которые содержатся в двух публикациях, известный как Blue Book [1] [2] и Красной книги , [3] соответственно. Третье издание, известный как Green Book , [4] описывает рекомендации по использованию символов для физических величин (в ассоциации с IUPAP ), в то время как в- четвертых, золото книги , [5] содержит определения многих технических терминов используется в химии. Подобные сборники существуют по биохимии [6] (Белая книга , совместно с IUBMB ), аналитическая химия [7] ( Оранжевая книга ), химия макромолекул [8] ( фиолетовая книга ) и клиническая химия [9] ( Серебряная книга ). Эти «цветные книги» дополняются более короткими рекомендациями для конкретных обстоятельств, которые периодически публикуются в журнале Pure and Applied Chemistry .

Цели химической номенклатуры [ править ]

Основная функция химической номенклатуры - гарантировать, что устное или письменное химическое название не оставляет двусмысленности в отношении того, к какому химическому соединению относится это название: каждое химическое название должно относиться к отдельному веществу. Менее важная цель - гарантировать, что каждое вещество имеет одно название, хотя в некоторых случаях допустимо ограниченное количество альтернативных названий.

Предпочтительно название также передает некоторую информацию о структуре или химическом составе соединения. В Американском химическом обществе «сек номер CAS образует крайний пример имен , которые не выполняют эту функцию: каждый номер CAS относится к одному соединению , но ни один не содержит информации о структуре.

Форма используемой номенклатуры зависит от аудитории, которой она адресована. Таким образом, не существует единой правильной формы, а есть разные формы, которые более или менее подходят в разных обстоятельствах.

Общее название будет часто достаточно , чтобы идентифицировать химическое соединение , в конкретном наборе обстоятельств. Для более общего применения название должно указывать, по крайней мере, на химическую формулу . Если быть более конкретным, может потребоваться указать трехмерное расположение атомов.

В некоторых конкретных обстоятельствах (например, при построении больших индексов) возникает необходимость гарантировать, что каждое соединение имеет уникальное имя: это требует добавления дополнительных правил к стандартной системе ИЮПАК ( система CAS чаще всего используется в в данном контексте) за счет того, что имена будут длиннее и менее знакомы большинству читателей. Еще одна набирающая популярность система - это Международный химический идентификатор (InChI), который отражает структуру и состав вещества, что делает его более общим, чем номер CAS.

Систему IUPAC часто критикуют за указанные выше недостатки, когда они становятся актуальными (например, из-за различной реакционной способности аллотропов серы , которую IUPAC не различает). Хотя IUPAC имеет удобочитаемое преимущество перед нумерацией CAS, было бы трудно утверждать, что названия IUPAC для некоторых более крупных, релевантных молекул (таких как рапамицин ) читабельны для человека, и поэтому большинство исследователей просто используют неофициальные названия.

Различные цели химической номенклатуры и лексикографии [ править ]

Обычно понимается, что цели лексикографии по сравнению с химической номенклатурой различаются и до некоторой степени расходятся. Словари слов, будь то в традиционной печати или в Интернете, собирают и сообщают значения слов по мере их появления и изменения с течением времени. Для веб-словарей с ограниченным или отсутствующим формальным редакционным процессом определения - в данном случае определения химических названий и терминов - могут быстро меняться без учета формальных или исторических значений. С другой стороны, химическая номенклатура (с ИЮПАКноменклатура в качестве лучшего примера) обязательно является более ограничительным: он направлен на стандартизацию коммуникации и практики, чтобы при использовании химического термина он имел фиксированное значение, относящееся к химической структуре, тем самым давая понимание химических свойств и производных молекулярных функций. Эти различные цели могут иметь глубокое влияние на правильное понимание химии, особенно в отношении химических классов, которые привлекли всеобщее внимание. Примеры их воздействия можно увидеть, рассмотрев следующие примеры:

  • ресвератрол , единственное соединение, четко определяемое этим общим названием, но обычно его можно спутать с его цис- изомером ,
  • омега-3 жирные кислоты , достаточно хорошо определенный класс химической структуры, который, тем не менее, является широким в результате своего формального определения, и
  • полифенолы , довольно широкий структурный класс с формальным определением, но в котором неправильные переводы и общее неправильное использование термина по сравнению с формальным определением привели к серьезным ошибкам использования и, таким образом, к двусмысленности во взаимосвязи между структурой и деятельностью ( SAR ).

Быстрые темпы, с которыми значения могут меняться в сети, в частности, для химических соединений с предполагаемой пользой для здоровья, правильно или ошибочно приписываемых, усложняет вопрос поддержания правильной номенклатуры (и, следовательно, доступа к пониманию SAR). Дальнейшее обсуждение с конкретными примерами появляется в статье о полифенолах , где используются разные определения, и существуют различные, дополнительные определения в Интернете и общие использования этого слова, противоречащие любой принятой химической номенклатуре, связывающей структуру полифенолов и биоактивность ).

История [ править ]

Первая страница Химической номенклатуры Лавуазье на английском языке.

Номенклатура алхимии богата описаниями, но не соответствует целям, изложенным выше. Мнения расходятся относительно того, было ли это преднамеренным со стороны первых практиков алхимии или же это было следствием конкретной (и часто эзотерической) теоретической основы, в которой они работали.

Хотя оба объяснения, вероятно, в какой-то степени справедливы, примечательно, что первая «современная» система химической номенклатуры появилась одновременно с различением ( Лавуазье ) между элементами и соединениями , в конце восемнадцатого века.

Французский химик Луи Бернар Гуйтон де Морво опубликовал свои рекомендации [10] в 1782 году, в надежде , что его «постоянный метод наименования» бы «помощь разум и освобождает память». Эта система была усовершенствована в сотрудничестве с Бертолле , де Fourcroy и Лавуазье , [11] и способствует последним в учебнике , что бы выжить после его смерти на гильотине в 1794 году [12] Проект был также поддерживаемым Берцелиус , [13] [14] кто адаптировал идеи для немецкоязычного мира.

Рекомендации Гайтона касались только того, что сегодня известно как неорганические соединения. С массовым расширением органической химии в середине девятнадцатого века и более глубоким пониманием структуры органических соединений, потребность в менее специальной системе номенклатуры стала ощущаться сразу после того, как стали доступны теоретические инструменты, чтобы сделать это возможным. В 1892 г. в Женеве национальные химические общества созвали международную конференцию , на которой возникли первые широко принятые предложения по стандартизации. [15]

Комиссия была создана в 1913 году Советом Международной ассоциации химических обществ, но ее работа была прервана Первой мировой войной . После войны задача перешла к недавно сформированному Международному союзу чистой и прикладной химии , который впервые назначил комиссии по органической, неорганической и биохимической номенклатуре в 1921 году и продолжает делать это по сей день.

Типы номенклатуры [ править ]

Органическая химия [ править ]

Основная статья: номенклатура органической химии ИЮПАК
  • Заместительное имя
  • Имя функционального класса, также известное как основное функциональное имя
  • Конъюнктивное имя
  • Название добавки
  • Субтрактивное имя
  • Мультипликативное имя
  • Имя Fusion
  • Имя Ханча – Видмана
  • Название замены

Неорганическая химия [ править ]

Основная статья: номенклатура неорганической химии ИЮПАК

Композиционная номенклатура [ править ]

Ионные бинарные соединения типа I [ править ]

Для типа I ионных бинарных соединений , то катион (а металл в большинстве случаев) назван первым, а анион (обычно неметалл ) назван вторым. Катион сохраняет свое элементное название (например, железо или цинк ), но суффикс неметалла меняется на -ид . Например, соединение LiBr состоит из катионов Li + и анионов Br - ; таким образом, он называется бромид лития . Соединение BaO, которое состоит из катионов Ba 2+ и анионов O 2- , называется оксидом бария .

Степень окисления каждого элемента однозначна. Когда эти ионы объединяются в бинарное соединение типа I, их равные, но противоположные заряды нейтрализуются, поэтому общий заряд соединения равен нулю.

Ионные бинарные соединения типа II [ править ]

Ионные бинарные соединения типа II - это соединения, в которых катион не имеет только одну степень окисления. Это распространено среди переходных металлов . Чтобы назвать эти соединения, нужно определить заряд катиона, а затем записать имя, как это было бы с ионными соединениями типа I, за исключением того, что римская цифра (обозначающая заряд катиона) написана в скобках рядом с катионом. имя (иногда именуется номенклатурой акций ). Например, возьмем соединение FeCl 3 . Катион железа может встречаться в виде Fe 2+ и Fe 3+ . Для того чтобы соединение имело нулевой чистый заряд, катион должен быть Fe 3+, чтобы три Cl -анионы можно уравновесить (3+ и 3- уравновесить до 0). Таким образом, это соединение называется хлоридом железа (III) . Другим примером может быть соединение PbS 2 . Поскольку анион S 2- имеет индекс 2 в формуле (что дает заряд 4-), соединение должно быть сбалансировано с зарядом 4+ на катионе Pb ( свинец может образовывать катионы с зарядом 4+ или 2+. ). Таким образом, соединение состоит из одного катиона Pb 4+ на каждые два аниона S 2- , соединение сбалансировано, и его название записывается как сульфид свинца (IV) .

Более старая система, основанная на латинских названиях элементов, также иногда используется для обозначения ионных бинарных соединений типа II. В этой системе к металлу (вместо римской цифры рядом с ним) добавлен суффикс «-ic» или «-ous», чтобы указать его степень окисления («-ous» для более низкой, «-ic» для более высокой ). Например, соединение FeO содержит катион Fe 2+ (который уравновешивается анионом O 2- ). Поскольку эта степень окисления ниже, чем другая вероятность (Fe 3+ ), это соединение иногда называют закисью железа . Для соединения SnO 2 ионом олова является Sn 4+ (уравновешивает заряд 4− на двух O 2−анионы), и поскольку это более высокая степень окисления, чем у альтернативы (Sn 2+ ), это соединение называется оксидом олова .

Некоторые ионные соединения содержат многоатомные ионы , которые представляют собой заряженные объекты, содержащие два или более типа атомов с ковалентными связями. Важно знать названия обычных многоатомных ионов; к ним относятся:

  • аммоний ( NH+
    4    )
  • нитрит ( NO-
    2    )
  • нитрат ( NO-
    3    )
  • сульфит ( SO2-
    3    )
  • сульфат ( SO2-
    4    )
  • гидросульфат (бисульфат) ( HSO-
    4    )
  • гидроксид (ОН - )
  • цианид (CN - )
  • фосфат ( ПО3-
    4    )
  • гидрофосфат ( HPO2-
    4    )
  • дигидрофосфат ( H
    2    PO-
    4    )
  • карбонат ( CO2-
    3    )
  • гидрокарбонат (бикарбонат) ( HCO-
    3    )
  • гипохлорит (ClO - )
  • хлорит ( ClO-
    2    )
  • хлорат ( ClO-
    3    )
  • перхлорат ( ClO-
    4    )
  • ацетат ( C
    2    ЧАС
    3    О-
    2    )
  • перманганат ( MnO-
    4    )
  • дихромат ( Cr
    2    О2-
    7    )
  • хромат ( CrO2-
    4    )
  • перекись ( O2-
    2    )
  • супероксид ( O-
    2    )
  • оксалат ( C
    2    О2-
    4    )
  • оксалат водорода ( HC
    2    О-
    4    )

Формула Na 2 SO 3 означает, что катион представляет собой натрий или Na + , а анион представляет собой ион сульфита ( SO2-
3). Поэтому это соединение называется сульфитом натрия . Если данная формула представляет собой Ca (OH) 2 , можно видеть, что OH - ион гидроксида. Поскольку заряд на ионе кальция равен 2+, имеет смысл иметь два иона OH - , чтобы сбалансировать заряд. Поэтому название соединения - гидроксид кальция . Если вас попросят написать формулу для хромата меди (I), римская цифра указывает, что ион меди - это Cu +, и можно определить, что соединение содержит ион хромата ( CrO2-
4). Два иона меди 1+ необходимы для уравновешивания заряда одного хромат-иона 2-, поэтому формула Cu 2 CrO 4 .

Бинарные соединения типа III [ править ]

Бинарные соединения типа III связаны ковалентной связью . Между неметаллическими элементами происходит ковалентная связь. Ковалентно-связанные соединения также известны как молекулы . В составе первый элемент назван первым и имеет полное имя элемента. Второй элемент назван так, как если бы он был анионом (корневое имя элемента + суффикс -ide ). Затем префиксы используются для обозначения номеров каждого присутствующего атома: эти префиксы являются моно- (один), ди- (два), три- (три), тетра- (четыре), пента- (пять), гекса- ( шесть), гепта (семь), окта (восемь), нона(девять) и дека (десять). Префикс mono- никогда не используется с первым элементом. Таким образом, NCl 3 называется трихлоридом азота , P 2 O 5 , называется тиокисью фосфором ( из пента- префикса удаляются перед гласной для более легкого произношения), и BF 3 называется трифторидом бора .

Углекислый газ обозначается как CO 2 ; тетрафторид серы обозначается SF 4 . Однако некоторые соединения имеют общие названия, которые преобладают. Например, H 2 O обычно называют водой, а не монооксидом дигидрогена , а NH 3 предпочтительно называют аммиаком, а не тригидридом азота .

Заместительная номенклатура [ править ]

Этот метод наименования обычно соответствует установленной органической номенклатуре ИЮПАК. Гидриды элементов основной группы (группы 13–17) получают название основание, например боран ( B H 3 ), оксидан ( H 2 O ), фосфан ( P H 3 ) (хотя название фосфин также широко используется , это не рекомендуется IUPAC). Таким образом, соединение PCl 3 будет называться замещающим трихлорфосфаном (с хлором "замещающим"). Однако не все такие имена (или основы) являются производными от имени элемента. Например, N H 3 называется « азан ».

Аддитивная номенклатура [ править ]

Этот метод наименования был разработан в основном для координационных соединений, хотя он может найти более широкое применение. Примером его применения является хлорид [CoCl (NH 3 ) 5 ] Cl 2 пентаамминхлоридокобальта (III).

У лигандов тоже есть особые правила именования. В то время как хлорид становится префиксом хлор- в замещающем названии, в лиганде он становится хлоридо- .

См. Также [ править ]

  • Номенклатура неорганической химии ИЮПАК 2005 г.
  • Номенклатура органической химии ИЮПАК
  • Предпочтительное название IUPAC
  • Числовой множитель ИЮПАК
  • Номенклатура ИЮПАК для органических преобразований
  • Международный химический идентификатор
  • Список химических соединений с необычными названиями

Ссылки [ править ]

  1. ^ «1958 (A: углеводороды и B: фундаментальные гетероциклические системы), 1965 (C: характеристические группы)», Номенклатура органической химии (3-е изд.), Лондон: Баттервортс, 1971, ISBN 978-0-408-70144-0.
  2. ^ Rigaudy, J .; Клесней, СП, ред. (1979). Номенклатура органической химии . ИЮПАК / Пергамон Пресс . ISBN 0-08022-3699.. Panico R, Powell WH, Richer JC, ред. (1993). Руководство по номенклатуре органических соединений ИЮПАК . ИЮПАК / Blackwell Science . ISBN 0-632-03488-2.. ИЮПАК, Отдел химической номенклатуры и структурного представления (27 октября 2004 г.). Номенклатура органической химии (предварительные рекомендации) . ИЮПАК .}}
  3. ^ Международный союз чистой и прикладной химии (2005). Номенклатура неорганической химии (Рекомендации IUPAC 2005 г.). Кембридж (Великобритания): RSC - IUPAC . ISBN 0-85404-438-8 . Электронная версия. . 
  4. ^ Международный союз чистой и прикладной химии (1993). Величины, единицы и символы в физической химии , 2-е издание, Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8 . Электронная версия. . 
  5. ^ Сборник химической терминологии, Рекомендации IMPACT (2-е изд.) , Oxford: Blackwell Scientific Publications. (1997)
  6. ^ Биохимическая номенклатура и связанные документы , Лондон: Portland Press, 1992.
  7. ^ Международный союз чистой и прикладной химии (1998). Сборник аналитической номенклатуры (окончательные правила 1997 г., 3-е изд.). Оксфорд: Blackwell Science. ISBN 0-86542-6155 . . 
  8. ^ Compendium высокомолекулярной номенклатуры , Оксфорд: Blackwell Scientific Publications, 1991.
  9. ^ Сборник терминологии и номенклатуры свойств в клинических лабораторных науках , Рекомендации IMPACT 1995, Oxford: Blackwell Science, 1995, ISBN 978-0-86542-612-2.
  10. ^ Гуйтон де Морво, LB (1782), "Мемуар ль номиналы chimiques, л necessité д'эна perfectionner ль système и др ль règles влить у parvenir", Наблюдение Sur ла Телосложение , 19 : 370-382Настоящим я .
  11. ^ Гайтон де Морво, LB ; Лавуазье, Алабама ; Berthollet, CL ; Фуркрой, AF de (1787), Méthode de Nomenclature Chimique , Париж: Кюше, архивировано из оригинала 21 июля 2011 г..
  12. ^ Лавуазье, А. Л. (1801), Traité Élémentaire де Chimie (3е изд.), Париж: Deterville.
  13. ^ Берцелиус, JJ (1811), "Essai сюр ла номенклатура chimique", Журнал де Телосложение , 73 : 253-286.
  14. ^ Wisniak, Хаем (2000), "Берцелиус Руководство по растерянному Химику", Химическая просветитель , 5 (6): 343-50, DOI : 10.1007 / s00897000430a , S2CID 98774420 .
  15. ^ "Congrès de nomenclature chimique, Genève 1892" , Bulletin de la Société Chimique de Paris , Série 3, 8 : xiii – xxiv, 1892.

Внешние ссылки [ править ]

  • Интерактивный сборник химической терминологии ИЮПАК (интерактивная «Золотая книга»)
  • Серия книг по номенклатуре ИЮПАК (список всех книг по номенклатуре ИЮПАК и способы доступа к ним)
  • Сборник химической терминологии ИЮПАК (« Золотая книга »)
  • Величины, единицы и символы в физической химии (« Зеленая книга »)
  • Номенклатура органической химии ИЮПАК (« Синяя книга »)
  • Номенклатура неорганической химии Рекомендации ИЮПАК 2005 г. (« Красная книга »)
  • Рекомендации IUPAC по органической и биохимической номенклатуре, символам, терминологии и т. Д. (Включая Рекомендации IUBMB по биохимии)
  • Chemicalize.org Бесплатный веб-сайт / сервис, который извлекает названия ИЮПАК с веб-страниц и аннотирует «химизированную» версию изображениями структур. Также можно искать структуры из аннотированных страниц.
  • ChemAxon Name <> Structure - ИЮПАК (и традиционное) имя для структуры и структуры программного обеспечения ИЮПАК. Используется на chemicalize.org
  • ACD / Name - генерирует IUPAC, INDEX (CAS), InChi, Smiles и т. Д. Для нарисованных структур на 10 языках и переводит имена в структуры. Также доступен как пакетный инструмент и для Pipeline Pilot. Часть I-Lab 2.0