L'estudi d'un tema tan interessant com la química hauria de començar amb els fonaments bàsics, és a dir, la classificació i nomenclatura dels compostos químics. Això t'ajudarà a no perdre't en una ciència tan complexa i posar tots els nous coneixements al seu lloc.
Breument sobre les coses principals
La nomenclatura dels compostos químics és un sistema que inclou tots els noms de les substàncies químiques, els seus grups, classes i regles, amb l'ajuda dels quals es produeix la formació de paraules dels seus noms. Quan es va desenvolupar?
La primera nomenclatura de la química. compostos va ser desenvolupat l'any 1787 per la Comissió de químics francesos sota la direcció d'AL Lavoisier. Fins aleshores, els noms es donaven a les substàncies de manera arbitrària: segons alguns signes, segons els mètodes d'obtenció, segons el nom del descobridor, etc. Cada substància podria tenir diversos noms, és a dir, sinònims. La Comissió va decidir que qualsevol substància hauria de tenir un sol nom; el nom d'una substància complexa pot consistir en dues paraules que en indiquen el tipusi el gènere de la connexió, i no hauria de contradir les normes lingüístiques. Aquesta nomenclatura de compostos químics es va convertir en un model per a la creació a principis del segle XIX de nomenclatures de diverses nacionalitats, inclosa la russa. Això es discutirà més endavant.
Tipus de nomenclatura de compostos químics
Sembla que és senzillament impossible d'entendre la química. Però si ens fixem en els dos tipus de nomenclatura química. connexions, podeu veure que no tot és tan complicat. Quina és aquesta classificació? Aquí hi ha dos tipus de nomenclatura de compostos químics:
- inorgànic;
- orgànic.
Què són?
substàncies simples
La nomenclatura química dels compostos inorgànics són les fórmules i els noms de les substàncies. Una fórmula química és una imatge de símbols i lletres que reflecteix la composició d'una substància utilitzant el sistema periòdic de Dmitry Ivanovich Mendeleiev. El nom és la imatge de la composició d'una substància utilitzant una paraula o grup de paraules concrets. La construcció de fórmules es realitza d'acord amb les regles de la nomenclatura de compostos químics i, utilitzant-les, es dóna la designació.
El nom d'alguns elements es forma a partir de l'arrel d'aquests noms en llatí. Per exemple:
- С - Carboni, lat. carboneum, arrel "carb". Exemples de compostos: CaC - carbur de calci; CaCO3 - carbonat de calci.
- N - Nitrogen, lat. nitrogenium, arrel "nitr". Exemples de compostos: NaNO3 - nitrat de sodi; Ca3N2 - nitrur de calci.
- H - Hidrogen, lat. hidrogeni,arrel hidro. Exemples de compostos: NaOH - hidròxid de sodi; NaH - hidrur de sodi.
- O - Oxigen, lat. oxigen, arrel "bou". Exemples de compostos: CaO - òxid de calci; NaOH - hidròxid de sodi.
- Fe - Ferro, lat. ferrum, arrel "ferr". Exemples compostos: K2FeO4 - ferrat de potassi, etc.
Els prefixos s'utilitzen per descriure el nombre d'àtoms d'un compost. A la taula, per exemple, es prenen substàncies de química tant orgànica com inorgànica.
| Nombre d'àtoms | Prefix | Exemple |
| 1 | mono- | monòxid de carboni - CO |
| 2 | di- | diòxid de carboni - CO2 |
| 3 | tres- | trifosfat de sodi - Na5R3O10 |
| 4 | tetro- | tetrahidroxoaluminat de sodi - Na[Al(OH)4] |
| 5 | penta- | pentanol - С5Н11OH |
| 6 | hexa- | hexà - C6H14 |
| 7 | hepta- | heptè - C7H14 |
| 8 | octa- | octine - C8H14 |
| 9 | nona- | nonane - C9H20 |
| 10 | deca- | Degà - C10H22 |
Ecològicasubstàncies
Amb els compostos de la química orgànica, tot no és tan senzill com amb els inorgànics. El fet és que els principis de la nomenclatura química dels compostos orgànics es basen en tres tipus de nomenclatura alhora. A primera vista, això sembla sorprenent i confús. No obstant això, són bastant senzills. Aquests són els tipus de nomenclatura de compostos químics:
- històric o trivial;
- sistemàtic o internacional;
- racional.
Actualment, s'utilitzen per donar un nom a un determinat compost orgànic. Considerem cadascun d'ells i assegurem-nos que la nomenclatura de les principals classes de compostos químics no sigui tan complicada com sembla.
Trivial
Aquesta és la primera nomenclatura que va aparèixer al començament del desenvolupament de la química orgànica, quan no hi havia ni una classificació de substàncies ni una teoria de l'estructura dels seus compostos. Els compostos orgànics se'ls van assignar noms aleatoris segons la font de producció. Per exemple, àcid màlic, àcid oxàlic. Així mateix, els criteris de distinció pels quals es donaven els noms eren el color, l'olor i les propietats químiques. Tanmateix, aquest últim poques vegades va servir de motiu, perquè durant aquest període de temps es coneixia relativament poca informació sobre les possibilitats del món orgànic. No obstant això, molts noms d'aquesta nomenclatura força antiga i estreta s'utilitzen sovint fins avui. Per exemple: àcid acètic, urea, índigo (cristalls morats), toluè, alanina, àcid butíric i molts altres.
Racional
Aquesta nomenclaturava sorgir des del moment en què va aparèixer la classificació i la teoria unificada de l'estructura dels compostos orgànics. Té un caràcter nacional. Els compostos orgànics reben el seu nom del tipus o classe a què pertanyen, segons les seves característiques químiques i físiques (acetilès, cetones, alcohols, etilès, aldehids, etc.). Actualment, aquesta nomenclatura només s'utilitza en els casos en què dóna una idea visual i més detallada del compost en qüestió. Per exemple: metil acetilè, dimetil cetona, alcohol metílic, metilamina, àcid cloroacètic i similars. Així, a partir del nom, immediatament queda clar en què consisteix el compost orgànic, però encara no es pot determinar la ubicació exacta dels grups substituents.
Internacional
El seu nom complet és la nomenclatura internacional sistemàtica de compostos químics IUPAC (IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry, International Union of Pure and Applied Chemistry). Va ser desenvolupat i recomanat pels congressos de la IUPAC el 1957 i el 1965. Les regles de la nomenclatura internacional, publicades el 1979, es van recollir al Llibre Blau.
La base de la nomenclatura sistemàtica dels compostos químics és la teoria moderna de l'estructura i la classificació de les substàncies orgàniques. Aquest sistema pretén resoldre el principal problema de la nomenclatura: el nom de tots els compostos orgànics ha d'incloure els noms correctes dels substituents (funcions) i el seu suport - hidrocarburesquelet. Ha de ser tal que es pugui utilitzar per determinar l'única fórmula estructural correcta.
La voluntat de crear una nomenclatura química unitària per als compostos orgànics es va originar als anys 80 del segle XIX. Això va passar després de la creació per part d'Alexander Mikhailovich Butlerov de la teoria de l'estructura química, en la qual hi havia quatre disposicions principals que parlen de l'ordre dels àtoms en una molècula, el fenomen de la isomeria, la relació entre l'estructura i les propietats d'una substància, així com la influència dels àtoms entre ells. Aquest esdeveniment va tenir lloc l'any 1892 al Congrés de Químics de Ginebra, que va aprovar les normes per a la nomenclatura dels compostos orgànics. Aquestes regles van ser incloses en els orgànics anomenats nomenclatura de Ginebra. A partir d'ell, es va crear el popular llibre de referència de Beilstein.
Naturalment, amb el temps, la quantitat de compostos orgànics va créixer. Per això, la nomenclatura es va complicar cada cop més, i van sorgir noves incorporacions, que van ser anunciades i adoptades en el següent congrés, celebrat l'any 1930 a la ciutat de Lieja. Les innovacions es van basar en la comoditat i la concisió. I ara la nomenclatura internacional sistemàtica ha absorbit algunes de les disposicions tant de Ginebra com de Lieja.
Així, aquests tres tipus de sistematització són els principis bàsics de la nomenclatura química dels compostos orgànics.
Classificació de compostos simples
Ara és el moment de familiaritzar-se amb el més interessant: la classificació de les substàncies tant orgàniques com inorgàniques.
Ara el mónes coneixen milers de compostos inorgànics diferents. És gairebé impossible conèixer tots els seus noms, fórmules i propietats. Per tant, totes les substàncies de la química inorgànica es divideixen en classes que agrupen tots els compostos segons una estructura i propietats similars. Aquesta classificació es mostra a la taula següent.
| substàncies inorgàniques | |
| Simple | Metal (metalls) |
| No metàl·lics (no metàl·lics) | |
| Amfòter (amfígens) | |
| Gasos nobles (aerògens) | |
| Complex | Òxids |
| Hidròxids (bases) | |
| S alts | |
| Compostos binaris | |
| Àcids | |
Per a la primera divisió, hem utilitzat de quants elements consta una substància. Si procedeix d'àtoms d'un element, és senzill, i si de dos o més - complex.
Considerem cada classe de substàncies simples:
- Els metalls són els elements situats en el primer, segon i tercer grups (excepte el bor) de la taula periòdica de D. I. Mendeleiev, així com elements de dècades, lantonoides i octinoides. Tots els metalls tenen propietats físiques comunes (ductilitat, conductivitat tèrmica i elèctrica, brillantor metàl·lica) i químiques (reducció, interacció amb aigua, àcid, etc.).
- Els no metalls inclouen tots els elements dels grups vuitè, setè i sisè (excepte el poloni), així com l'arsènic, el fòsfor, el carboni (del cinquè grup), el silici, el carboni (del quart grup) i el bor (a partir del tercer).
- AmfòterEls compostos són aquells compostos que poden presentar les propietats tant dels no metalls com dels metalls. Per exemple, alumini, zinc, beril·li, etc.
- Els gasos nobles (inerts) inclouen elements del vuitè grup: radó, xeó, criptó, argó, neó i heli. La seva propietat comuna és la baixa activitat.
Com que totes les substàncies simples estan formades per àtoms del mateix element de la taula periòdica, els seus noms solen coincidir amb els noms d'aquests elements químics de la taula.
Per distingir entre els conceptes d'"element químic" i "substància simple", malgrat la similitud dels noms, cal entendre el següent: amb l'ajuda del primer, es forma una substància complexa, s'uneix a els àtoms d' altres elements, no es poden considerar substàncies per separat. El segon concepte ens fa saber que aquesta substància té propietats pròpies, sense estar associada a altres. Per exemple, hi ha oxigen que forma part de l'aigua, i hi ha oxigen que respirem. En el primer cas, l'element com a part del conjunt és l'aigua, i en el segon cas, com a substància en si mateixa, que respira l'organisme dels éssers vius.
Ara considereu cada classe de substàncies complexes:
- Els òxids són una substància complexa formada per dos elements, un dels quals és l'oxigen. Els òxids són: bàsics (en dissoldre's en aigua es formen bases), amfòters (formats amb l'ajuda de metalls amfòters), àcids (formats per no metalls en estats d'oxidació de +4 a +7), dobles (formats amb el participació dels metalls en diferentsgraus oxidants) i que no formen sal (per exemple, NO, CO, N2O i altres).
- Els hidròxids inclouen substàncies que tenen en la seva composició un grup - OH (grup hidroxil). Són: bàsics, anfòters i àcids.
- Les sals s'anomenen compostos complexos, que inclouen un catió metàl·lic i un anió d'un residu àcid. Les sals són: mitjanes (catió metàl·lic + anió residu àcid); àcid (catió metàl·lic + àtom(s) d'hidrogen no substituït + residu àcid); bàsic (catió metàl·lic + residu àcid + grup hidroxil); doble (dos cations metàl·lics + residu àcid); barrejat (catió metàl·lic + dos residus àcids).
- Un compost binari és un compost de dos elements o un compost multielement, que no inclou més d'un catió, o anió, o un catió o anió complex. Per exemple, KF, CCl4, NH3 i així successivament.
- Els àcids inclouen aquestes substàncies complexes els cations de les quals són exclusivament ions d'hidrogen. Els seus anions negatius s'anomenen residus àcids. Aquests compostos complexos poden ser oxigenats o anòxics, monobàsics o dibàsics (segons el nombre d'àtoms d'hidrogen), forts o febles.
Classificació de compostos orgànics
Com sabeu, qualsevol classificació es basa en determinades característiques. La classificació moderna dels compostos orgànics es basa en dues característiques més importants:
- estructura de l'esquelet de carboni;
- presencia de grups funcionals a la molècula.
Un grup funcional són aquells àtoms o un grup d'àtoms dels quals depenen les propietats de les substàncies. Determinen a quina classe pertany un determinat compost.
| Hidrocarburs | ||
| Acíclic | Límit | |
| Il·limitat | Etilè | |
| Acetilè | ||
| Diene | ||
| Cíclic | Cicloalcans | |
| Aromàtic | ||
- alcohols (-OH);
- aldehids (-COH);
- àcids carboxílics (-COOH);
- amines (-NH2).
Per al concepte de la primera divisió dels hidrocarburs en classes cícliques i acícliques, cal familiaritzar-se amb els tipus de cadenes de carboni:
- Lineal (els carbonis es disposen al llarg d'una línia recta).
- Ramificat (un dels carbonis de la cadena té un enllaç amb els altres tres carbonis, és a dir, es forma una ramificació).
- Tancat (els àtoms de carboni formen un anell o cicle).
Els carbonis que tenen cicles a la seva estructura s'anomenen cíclics, i la resta s'anomenen acíclics.
Una breu descripció de cada classe de compostos orgànics
- Els hidrocarburs saturats (alcans) no són capaços d'afegir hidrogen ni cap altre element. La seva fórmula general és C H2n+2. El representant més simple dels alcans és el metà (CH4). Tots els compostos posteriors d'aquesta classe són similars al metà en la seva estructura ipropietats, però difereixen d'ella en composició per un o més grups -CH2-. Aquesta sèrie de compostos que obeeixen a aquest patró s'anomena homòleg. Els alcans són capaços d'entrar en reaccions de substitució, combustió, descomposició i isomerització (transformació en carbonis ramificats).
- Els cicloalcans són semblants als alcans, però tenen una estructura cíclica. La seva fórmula és C H2n. Poden participar en reaccions d'addició (per exemple, hidrogen, convertint-se en alcans), substitució i deshidrogenació (abstracció d'hidrogen).
- Els hidrocarburs insaturats de la sèrie de l'etilè (alquens) inclouen hidrocarburs amb la fórmula general C H2n. El representant més senzill és l'etilè - C2H4. Tenen un doble enllaç a la seva estructura. Les substàncies d'aquesta classe estan implicades en les reaccions d'addició, combustió, oxidació i polimerització (el procés de combinar petites molècules idèntiques en altres més grans).
- Els hidrocarburs diènics (alcadiens) tenen la fórmula C H2n-2. Ja tenen dos dobles enllaços i són capaços d'entrar en reaccions d'addició i polimerització.
- L'acetilè (alquins) es diferencien d' altres classes per tenir un triple enllaç. La seva fórmula general és C H2n-2. El representant més senzill - acetilè - C2H2. Entra en reaccions d'addició, oxidació i polimerització.
- Els hidrocarburs aromàtics (arenes) s'anomenen així perquè alguns d'ells tenen una olor agradable. Tenen una estructura cíclica. La seva fórmula general és CH2n-6. El representant més senzill és el benzè - C6H6. Poden patir reaccions d'halogenació (substitució d'àtoms d'hidrogen per àtoms d'halogen), nitració, addició i oxidació.
