Κεφάλαιο 3 Ονοματολογία Ανόργανων Χημικών Ενώσεων

Transcript

1 Κεφάλαιο 3 Ονοματολογία Ανόργανων Χημικών Ενώσεων Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό περιγράφονται οι βασικοί κανόνες ονοματολογίας των ανόργανων ενώσεων Για να διευκολυνθεί η ονομασία τους, οι ανόργανες ενώσεις ταξινομούνται σε ιοντικές ενώσεις, σε ομοιοπολικές δυαδικές ενώσεις και σε οξέα Οι ιοντικές ενώσεις σχηματίζονται από κατιόν μετάλλου και ανιόν Τα ανιόντα από τα οποία σχηματίζονται οι ιοντικές ενώσεις είναι είτε μονοατομικά ανιόντα (πχ Cl ή O 2 ) είτε πολυατομικά ανιόντα (πχ SO 4 2 ) Στις ιοντικές ενώσεις περιλαμβάνονται τα άλατα και οι βάσεις Το όνομα των ιοντικών ενώσεων προκύπτει από το όνομα του ανιόντος και το όνομα του μεταλλικού στοιχείου ακολουθούμενο από έναν λατινικό αριθμό σε παρένθεση Οι ομοιοπολικές δυαδικές ενώσεις ενώσεις αποτελούνται από δύο ειδών άτομα (πχ PCl 5 ) που είναι και τα δύο αμέταλλα Οι ενώσεις αυτές ονομάζονται από το όνομα του δεύτερου στοιχείου με την κατάληξη ίδιο και το όνομα του πρώτου στοιχείου Πριν το όνομα κάθε στοιχείου προστίθεται το κατάλληλο αριθμητικό πρόθεμα μονο, δι, τρι κοκ που δείχνει τον αριθμό των ατόμων του στοιχείου που συμμετέχουν στην ένωση Όμως το αριθμητικό πρόθεμα μόνο παραλείπεται πριν το όνομα του πρώτου στοιχείου της ένωσης Τα οξέα διακρίνονται στα οξοοξέα, που σχηματίζονται από Η και πολυατομικά ανιόντα (πχ Η 2 SO 4 ) και στα δυαδικά οξέα που σχηματίζονται από Η και αμέταλλο (πχ ΗCl) Το όνομα ενός οξοοξέος σχηματίζεται από το όνομα του αντίστοιχου οξοανιόντος (πολυατομικού ανιόντος) και τη λέξη οξύ Τα δυαδικά οξέα ονομάζονται από το όνομα του αμέταλλου και το πρόθεμα υδρο Όταν τα δυαδικά οξέα βρίσκονται σε υδατικό διάλυμα (συμβολίζονται με τον ένδειξη aq) ονομάζονται από τη ρίζα του ονόματος του αμέταλλου, το πρόθεμα υδρο και την κατάληξη ικό, ακολουθούμενη από τη λέξη οξύ Προαπαιτούμενη γνώση Περιοδικός Πίνακας (Παράγραφος 121), Οξέα-βάσεις-άλατα (Κεγάλαιο 6), Συνήθη ιόντα μετάλλων (Παράγραφος 21) 31 Εισαγωγή Τη σημερινή εποχή είναι γνωστές αρκετά εκατομμύρια χημικές ενώσεις Οι ενώσεις αυτές χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: τις οργανικές ενώσεις και τις ανόργανες ενώσεις Οι οργανικές ενώσεις είναι οι ενώσεις του άνθρακα, ενώ οι ανόργανες είναι οι ενώσεις των υπόλοιπων στοιχείων Βέβαια, απλές ενώσεις του άνθρακα, (CO, CO 2, ανθρακικά άλατα και άλατα του CN ) χαρακτηρίζονται ως ανόργανες Ίσως η πιο γνωστή ανόργανη ένωση είναι το NaCl Στην ερώτηση «Πώς ονομάζεται η ένωση NaCl;» η αυθόρμητη απάντηση είναι «χλωριούχο νάτριο» Η κατάληξη ούχο(ς) όμως δηλώνει ότι η ένωση περιέχει χλώριο Όμως και η ένωση NaClO περιέχει χλώριο και σίγουρα το όνομά της δεν είναι χλωριούχο νάτριο Είναι προφανές ότι το πλήθος των ενώσεων κάνει απαραίτητο ένα σύστημα ονοματολογίας, το οποίο να δηλώνει τόσο από τι άτομα αποτελείται η ένωση όσο και την κατάσταση αυτών των ατόμων Το κεφάλαιο αυτό περιγράφει τον συστηματικό τρόπο ονοματολογίας των ανόργανων ενώσεων, σύμφωνα με τις προτάσεις της International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) που έχουν προταθεί από περίπου το 1970, ενώ στα κεφάλαια θα περιγραφεί η ονομασία επιλεγμένων οργανικών ενώσεων Οι ανόργανες ενώσεις μπορούν να ταξινομηθούν σε ιοντικές και μη ιοντικές ενώσεις Οι ιοντικές ενώσεις είναι συνήθως στερεά που αποτελούνται από ένα κατιόν και ένα ανιόν τα οποία ενώνονται με ηλεκτροστατικές δυνάμεις Coulomb Οι δυνάμεις αυτές συγκρατούν τα ιόντα σε συγκεκριμένες θέσεις και δημιουργούν ένα πλέγμα, το οποίο δίνει στις ιοντικές ενώσεις τη συνήθη στερεή μορφή τους Οι ενώσεις αυτές είναι άλατα (αποτελούνται από ένα μεταλλικό κατιόν και ένα αμέταλλο ανιόν) ή βάσεις (αποτελούνται από ένα μεταλλικό κατιόν της 1ης ή 2ης ομάδας του Περιοδικού Πίνακα και από το ανιόν ΟΗ ) Στις μη ιοντικές ενώσεις ή αλλιώς ομοιοπολικές (ή μοριακές) ενώσεις, τα άτομα που αποτελούν το μόριο μοιράζονται μεταξύ τους ένα ή και περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων Πρόκειται για ενώσεις που εμφανίζουν ποικιλία φυσικών καταστάσεων και ιδιοτήτων Για τη μελέτη ονοματολογίας οι ανόργανες ενώσεις μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες:

2 1 Ιοντικές ενώσεις (άλατα και βάσεις μετάλλων) 2 Ομοιοπολικές /μοριακές ενώσεις 3 Οξέα 32 Κανόνες ονοματολογίας ιοντικών ενώσεων Σε μία, ιοντική ένωση το όνομα προκύπτει από το όνομα του ανιόντος και το όνομα του μεταλλικού στοιχείου ακολουθούμενο από έναν λατινικό αριθμό σε παρένθεση που δηλώνει το φορτίο του ιόντος FeCl 2 χλωρίδιο του σιδήρου(ιι) FeCl 3 χλωρίδιο του σιδήρου(ιιι) ΚCl χλωρίδιο του καλίου Παρατηρείται ότι στο τελευταίο παράδειγμα δεν αναφέρεται το φορτίο του μεταλλικού κατιόντος σε παρένθεση μετά το όνομά του [χλωρίδιο του καλίου, όχι χλωρίδιο του καλίου(ι)] Αυτό γίνεται για να απλοποιηθεί το όνομα της ένωσης και εφαρμόζεται όταν το στοιχείο σχηματίζει μόνο ένα κατιόν με σταθερό φορτίο Όταν το μεταλλικό στοιχείο σχηματίζει μόνο ένα κατιόν ο λατινικός αριθμός που δείχνει το φορτίο του κατιόντος παραλείπεται από το όνομα της ένωσης Στα προηγούμενα παραδείγματα ο σίδηρος σχηματίζει δυο κατιόντα με φορτία Fe 2+ και Fe 3+, οπότε είναι απαραίτητο στο όνομα των ενώσεών του να αναφέρεται αν πρόκειται για ένωση του σιδήρου(ιι) ή του σιδήρου(ι- ΙΙ) Αντίθετα το κάλιο σχηματίζει μόνο ένα κατιόν, το Κ +, οπότε δεν είναι απαραίτητο στο όνομα των ενώσεών του να αναφέρεται το φορτίο του κατιόντος του Η σωστή απόδοση του ονόματος μίας, χημικής ένωσης προϋποθέτει τη γνώση των ονομάτων των κατιόντων (παράγραφος 321) και των ανιόντων (παράγραφος 322) καθώς και των φορτίων τους Τα συνηθισμένα μονοατομικά ιόντα των στοιχείων παρουσιάζονται στο Σχήμα 31 Σχήμα 31 Φορτία σύνηθων μονοατομικών ιόντων (κατιόντων και ανιόντων) Από το Σχήμα 31 προκύπτει ότι: 1 Τα περισσότερα μέταλλα των κύριων ομάδων έχουν ένα μονατομικό κατιόν με φορτίο ίσο με τον αριθμό της ομάδας στον Περιοδικό Πίνακα Εξαιρέσεις αποτελούν κάποια μεταλλικά στοιχεία υψηλού ατομικού αριθμού, πχ ο μόλυβδος, Pb 2 Τα μέταλλα μετάπτωσης σχηματίζουν περισσότερα από ένα μονατομικά κατιόντα, καθένα με διαφορετικό φορτίο Συνήθως ένα από αυτά έχει φορτίο +2 3 Τα αμέταλλα στοιχεία σχηματίζουν ανιόντα στα οποία το φορτίο ισούται με τον αριθμό της ομάδας μείον οκτώ

3 321 Ονόματα κατιόντων Τα συνήθη κατιόντα παρουσιάζονται στο Σχήμα 32 Σχήμα 32 Συνήθη μονοατομικά κατιόντα και φορτία τους Παρατήρηση: Τα μέταλλα μετάπτωσης Sc, Zn, Ag, Cd σχηματίζουν μόνο ένα κατιόν και γι αυτό δεν χρειάζεται να αναγράφεται το φορτίο τους Γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι για να προσδιορίζεται το φορτίο του ιόντος, αυτό πρέπει να δηλωθεί με κατάλληλο λατινικό αριθμό σε παρένθεση μετά το όνομα του στοιχείου, για παράδειγμα το όνομα σίδηρος(ιι), αντιστοιχεί στο ιόν Fe 2+ Εκτός όμως από τα μονοατομικά κατιόντα υπάρχουν δύο πολυατομικά κατιόντα που συμμετέχουν στον σχηματισμό ιοντικών ενώσεων τα: NH 4 + ιόν αμμωνίου Hg 2 2+ ιόν υδραργύρου(ι) 322 Ονόματα ανιόντων Διακρίνονται δύο περιπτώσεις ιοντικών ενώσεων: 1 Αυτές που προκύπτουν από κατιόν μετάλλου και μονοατομικό ανιόν (πχ η ένωση NaCl αποτελείται από ιόντα Na + και Cl ) και 2 αυτές που προκύπτουν από κατιόν μετάλλου και πολυατομικό ανιόν (πχ Na + ClO 3 ) Στη συνέχεια δίνονται οι ονομασίες των μονοατομικών και πολυατομικών ανιόντων 3221 Ονόματα μονοατομικών ανιόντων Το όνομα ενός μονοατομικού ανιόντος προκύπτει από το όνομα του στοιχείου με την κατάληξη ίδιο, Έτσι το ιόν Cl ονομάζεται χλωρίδιο ή ιόν χλωριδίου Παλαιότερες ονομασίες των ανιόντων δίνονταν με την κατάληξη ούχο(ς) Τα συνήθη μονοατομικά ανιόντα παρουσιάζονται στον Πίνακα 31 Ανιόν Όνομα Ανιόν Όνομα H υδρίδιο F φθορίδιο N 3 νιτρίδιο Cl χλωρίδιο O 2 οξείδιο Br βρωμίδιο S 2 σουλφίδιο I ιωδίδιο Πίνακας 31 Συνήθη μονοατομικά ανιόντα και φορτία τους Το όνομα σουλφίδιο προκύπτει από το αγγλικό όνομα του S sulfur

4 Με βάση τον κανόνα ονοματολογίας της παραγράφου 32, του Πίνακα 31 και του Σχήματος 32, η απόδοση του ονόματος μίας χημικής ένωσης γίνεται εύκολα Στη συνέχεια δίνονται μερικά παραδείγματα ονομασίας ιοντικών ενώσεων που σχηματίζονται από μονοατομικά ανιόντα: NaF φθορίδιο του νατρίου Li 2 O οξείδιο του λιθίου FeΒr 3 βρωμίδιο του σιδήρου(ιιι) SnF 4 φθορίδιο του κασσιτέρου(ιv) MgS σουλφίδιο του μαγνησίου CaI 2 ιωδίδιο του ασβεστίου NiO οξείδιο του νικελίου(ιι) ΝaH υδρίδιο του νατρίου Hg 2 Cl 2 χλωρίδιο του υδραργύρου(ι) NH 4 I ιωδίδιο του αμμωνίου 3222 Ονόματα πολυατομικών ανιόντων Τα πιο συνηθισμένα πολυατομικά ανιόντα περιέχουν ένα ή περισσότερα άτομα οξυγόνου και ένα κεντρικό άτομο Πρόκειται για όξοανιόντα Παραδείγματα πολυατομικών ανιόντων είναι τα ανιόντα ClO 3, NO 3 και SO 4 2 Τα ονόματα των οξοανιόντων έχουν ρίζα το όνομα του κεντρικού ατόμου και κατάληξη ικό Παραδείγματα ονομασίας πολυατομικών ανιόντων: ClO 3 χλωρικό ανιόν NO 3 νιτρικό ανιόν SO 4 2 θειικό ανιόν PO 4 3 φωσφορικό ανιόν CO 3 2 ανθρακικό ανιόν CrO 4 2 χρωμικό ανιόν Συνήθως υπάρχουν περισσότερα από ένα οξοανιόντα για κάθε κεντρικό άτομο που διαφέρουν στον αριθμό των ατόμων οξυγόνου, αλλά έχουν το ίδιο φορτίο Για παράδειγμα το Ν σχηματίζει δύο οξοανιόντα, τα NO 3 και NO 2 Αν υπάρχουν δύο οξοανιόντα η κατάληξη ικό αποδίδεται στο ανιόν με τα περισσότερα άτομα οξυγόνου, ενώ σε αυτό με τα λιγότερα άτομα οξυγόνου δίνεται η κατάληξη ώδες Έτσι, τα δύο οξοανιόντα του Ν ονομάζονται: NO 3 νιτρικό ανιόν (έχει τα περισσότερα άτομα Ο), NO 2 νιτρώδες ανιόν (έχει τα λιγότερα άτομα Ο) Σε περίπτωση που ένα κεντρικό άτομο σχηματίζει περισσότερα από δύο οξοανιόντα οι καταλήξεις ικό και ώδες δεν αρκούν Για παράδειγμα το Cl σχηματίζει 4 οξοανιόντα: ClO 4, ClO 3, ClO 2 και ClO, τα οποία διαφέρουν στον αριθμό των ατόμων οξυγόνου αλλά όλα έχουν το ίδιο φορτίο Στην περίπτωση αυτή η ονομασία των οξοανιόντων γίνεται ως εξής: 1 Όλα τα οξοανιόντα έχουν τη ρίζα χλωρ, αφού το Cl είναι το κεντρικό άτομο 2 Τα δύο οξοανιόντα με τα περισσότερα άτομα Ο (δηλαδή τα ClO 4 και ClO 3 ) παίρνουν την κατάληξη ικό Αυτό με τα περισσότερα άτομα Ο (δηλαδή το ClO 4 ) ονομάζεται με το πρόθεμα υπερ 3 Τα δύο οξοανιόντα με τα λιγότερα άτομα Ο (δηλαδή τα ClO 2 και ClO ) παίρνουν την κατάληξη ώδες Αυτό με τα λιγότερα άτομα Ο (δηλαδή το ClO ) ονομάζεται με το πρόθεμα υπο Με βάση τα προηγούμενα, τα τέσσερα πολυατομικά ανιόντα του Cl ονομάζονται: ClO 4 υπερχλωρικό ανιόν ClO 3 χλωρικό ανιόν ClO 2 χλωριώδες ανιόν ClO υποχλωριώδες ανιόν Τα οξοανιόντα με φορτίο μεγαλύτερο του 1 (δηλαδή 2, 3 κοκ) μπορούν να συνδεθούν με ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου και δημιουργούνται νέα πολυατομικά ανιόντα, που έχουν ίδιο αριθμό ατόμων οξυγόνου αλλά μειωμένο φορτίο Από το CO 3 2 σχηματίζεται το ΗCO 3, ενώ από το SO 3 2 σχηματίζεται το HSO 3 Τα ανιόντα αυτά ονομάζονται με την προσθήκη της λέξης υδρογόνο πριν το όνομα του οξοανιόντος Μερικά παραδείγματα δίνονται στη συνέχεια: Tο ΗCO 3 που προκύπτει από το ανθρακικό ανιόν από το CO 3 2 ονομάζεται υδρογονοανθρακικό ανιόν Tο HSO 3 που προκύπτει από το θειώδες ανιόν SO 3 2 ονομάζεται υδρογονοθειώδες ανιόν Tο Η 2 PO 4 που προκύπτει από το φωσφορικό ανιόν PO 4 3 ονομάζεται διυδρογονοφωσφορικό ανιόν

5 Στο Σχήμα 33 παρουσιάζονται τα πιο συνηθισμένα πολυατομικά ανιόντα (οξοανιόντα) και οι ονομασίες τους σύμφωνα με όσα περιγράφηκαν προηγούμενα Σχήμα 33 Συνήθη οξοανιόντα και ονομασίες τους Τέλος, στα πολυατομικά ανιόντα συγκαταλέγονται μερικά πολυατομικά ανιόντα τα οποία δεν ανήκουν στην κατηγορία των οξοανιόντων όπως τα: CN κυανίδιο O 2 2 υπεροξείδιο OH υδροξείδιο S 2 O 3 2 θειοθειικό SCN θειοκυανίδιο 323 Ονομασία βάσεων Οι βάσεις είναι ιοντικές ενώσεις που αποτελούνται από ένα μέταλλο (κυρίως των ομάδων 1Α και 2Α του Περιοδικού Πίνακα) και το ανιόν OH, για πάραδειγμα NaOH και Ca(OH) 2 Η ονομασία τους δεν παρουσιάζει καμία ιδιαίτερη δυσκολία αφού ακολουθείται πάντα ο κανόνας ονοματολογίας των ιοντικών ενώσεων (παράγραφος 32) Έτσι, οι προηγούμενες ενώσεις ονομάζονται: NaOH υδροξείδιο του νατρίου Ca(OH) 2 υδροξείδιο του ασβεστίου Στο παράδειγμα 31 παρουσιάζεται η πορεία που πρέπει να ακολουθηθεί προκειμένου να ονομαστεί μία ιοντική ένωση, ενώ στο παράδειγμα 32 περιγράφεται ο προσδιορισμός του χημικού τύπου ιοντικής ένωσης από το όνομά της Παράδειγμα 31 Να ονομαστούν οι ενώσεις: α) Mg 3 N 2 και β) Fe(NO 3 ) 3 Το πρώτο βήμα είναι η αναγνώριση της κατηγορίας στην οποία ανήκει η ένωση Αν η ένωση είναι ιοντική εφαρμόζονται οι κανόνες ονοματολογίας ιοντικών ενώσεων της παραγράφου 32 Αρχικά χρειάζεται να προσδιοριστούν τα ιόντα της ένωσης

6 α) Mg 3 N 2 Στην ένωση Mg 3 N 2 το μαγνήσιο, ως μέταλλο της ομάδας 1Α του Περιοδικού Πίνακα, σχηματίζει μόνο το ιόν μαγνησίου Mg 2+ (Σχήμα 32) Το άζωτο (ανήκει στην ομάδα 5A του Περιοδικού Πίνακα) σχηματίζει το ανιόν νιτριδίου N 3 (Πίνακας 31) Συνδυάζοντας τα ονόματα των ιόντων προκύπτει το όνομα της ένωσης νιτρίδιο του μαγνησίου (Το όνομα του ανιόντος προηγείται από το όνομα του κατιόντος) Επαλήθευση: Για να ελεγχθεί αν επιλέχθηκαν σωστά τα φορτία των ιόντων, ελέγχεται αν το συνολικό φορτίο της ένωσης είναι μηδέν Για το προηγούμενο παράδειγμα ισχύει: 3 ιόντα Mg 2+ (+2) = +6 θετικά φορτία και 2 ιόντα Ν 3 (3) = 6 αρνητικά φορτία Επομένως προκύπτει ότι το συνολικό φορτίο της ένωσης είναι μηδέν, οπότε η αναγνώριση των ιόντων ήταν η σωστή β) Fe(NO 3 ) 3 Στην ένωση Fe(NO 3 ) 3 ο σίδηρος είναι μέταλλο μετάπτωσης και σχηματίζει περισσότερα από ένα μονατομικά κατιόντα (Σχήμα 32) Το ανιόν της ένωσης είναι το ΝΟ 3, νιτρικό ανιόν (Σχήμα 33) Η ένωση έχει συνολικό φορτίο μηδέν Εφόσον τα αρνητικά φορτία είναι 3 ανιόντα ΝΟ 3 (1) = 3, σημαίνει ότι το κατιόν σιδήρου πρέπει να έχει φορτίο +3, δηλαδή πρόκειται για το κατιόν Fe 3+, που ονομάζεται ιόν του σιδήρου(ιιι) Επομένως το όνομα της ένωσης είναι νιτρικός σίδηρος(ιιι) Παράδειγμα 32 Να γραφούν οι χημικοί τύποι των ακόλουθων ενώσεων: α) φωσφορικό ασβέστιο, β) οξείδιο του ψευδαργύρου και γ) φθορίδιο του κοβαλτίου (ΙΙ) Για να απαντηθεί η ερώτηση πρέπει να θυμηθούμε ότι στο όνομα μίας ιοντικής ένωσης αναφέρεται πρώτα το ανιόν και δεύτερο το κατιόν του μετάλλου α) φωσφορικό ασβέστιο Το φωσφορικό ασβέστιο αποτελείται από φωσφορικό ανιόν με χημικό τύπο PΟ 4 3 (Σχήμα 33) και το κατιόν ασβεστίου, που συμβολίζεται Ca 2+ (Σχήμα 32) Τέλος χρησιμοποιούνται οι κατάλληλοι συντελεστές για να εξασφαλιστεί ότι το συνολικό φορτίο της ένωσης είναι μηδέν Ο χημικός τύπος του φωσφορικού ασβεστίου είναι Ca 3 (PO 4 ) 2 β) οξείδιο του ψευδαργύρου Η ένωση οξείδιο του ψευδαργύρου αποτελείται από το ιόν ψευδαργύρου Zn 2+ και το ιόν οξυγόνου O 2 Αφού κατιόν και ανιόν έχουν φορτίο +2 και 2 αντίστοιχα, Zn 2+ και Ο 2, το συνολικό φορτίο της ένωσης είναι μηδέν και δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν συντελεστές Δηλαδή τα ιόντα συνδυάζονται σε αναλογία 1:1 Ο χημικός τύπος της ένωσης είναι ZnO γ) φθορίδιο του κοβαλτίου(ιι) Το φθορίδιο του κοβαλτίου(iι) αποτελείται από το κατιόν Co 2+ και ανιόντα F Προκειμένου να εξασφαλιστεί το συνολικό μηδενικό φορτίο της ένωσης, για κάθε ιόν κοβαλτίου απαιτούνται δύο ιόντα φθοριδίου Επομένως ο χημικός τύπος του φθοριδίου του κοβαλτίου(ιι) είναι CoF 2 Επαλήθευση: Αφού προσδιοριστεί ο χημικός τύπος της ένωσης ελέγχεται η απάντηση με την αντίστροφη πορεία Δηλαδή ονομάζεται η ένωση που γράφηκε ώστε να διαπιστωθεί αν καταλήγει στο ίδιο όνομα με αυτό της εκφώνησης

7 33 Κανόνες ονοματολογίας δυαδικών ομοιοπολικών ενώσεων Οι δυαδικές ενώσεις αποτελούνται από δύο μόνο στοιχεία (πχ NaCl, PCl 5 ) Είναι συνήθως ιοντικές όταν αποτελούνται από ένα μέταλλο και ένα αμέταλλο, ενώ όταν αποτελούνται από δύο αμέταλλα ή μεταλλοειδή είναι συνήθως ομοιοπολικές (μοριακές) Η ονοματολογία των δυαδικών ιοντικών ενώσεων μελετήθηκε στην παράγραφο 32 Η ονοματολογία των ομοιοπολικών ενώσεων εμφανίζει μερικά κοινά στοιχεία με την ονοματολογία των ιοντικών ενώσεων αλλά και σημαντικές διαφορές Οι ομοιοπολικές δυαδικές ενώσεις ονομάζονται από το όνομα του δεύτερου στοιχείου με την κατάληξη ίδιο και το όνομα του πρώτου στοιχείου Πριν το όνομα κάθε στοιχείου προστίθεται το κατάλληλο αριθμητικό πρόθεμα μονο, δι, τρι κοκ που δείχνει τον αριθμό των ατόμων του στοιχείου που συμμετέχουν στην ένωση Με βάση τα παραπάνω, για να ονομαστεί η ομοιοπολική ένωση S 2 Cl 2 που αποτελείται από τα αμετάλλα S και Cl ονομάζεται διχλωρίδιο του διθείου Ομοίως η ένωση PCl 5 θα έπρεπε να ονομάζεται πενταχλωρίδιο του μονοφωσφόρου Όμως ονομάζεται πενταχλωρίδιο του φωσφόρου, διότι το αριθμητικό πρόθεμα μόνο πριν το όνομα του πρώτου στοιχείου της ένωσης παραλείπεται Στο παράδειγμα 33 παρουσιάζεται η διαδικασία για να ονομαστεί μία δυαδική ένωση, ενώ στο παράδειγμα 34 περιγράφεται ο προσδιορισμός του χημικού τύπου μοριακής ένωσης από το όνομά της Παράδειγμα 33 Να ονομαστούν οι ενώσεις α) Cl 2 O 6, β) N 2 F 3 και γ) CΟ Το πρώτο βήμα είναι η αναγνώριση της κατηγορίας στην οποία ανήκει η ένωση Αν είναι ομοιοπολική ένωση εφαρμόζονται οι κανόνες ονοματολογίας δυαδικών ομοιοπολικών ενώσεων α) Cl 2 O 6 Η ένωση Cl 2 O 6 αποτελείται από 2 άτομα χλωρίου και 6 άτομα οξυγόνου Εφόσον το οξυγόνο γράφεται δεύτερο στον χημικό τύπο θα ονομαστεί πρώτο με προσθήκη της κατάληξης ίδιο Το χλώριο είναι το πρώτο στοιχείο στον τύπο της ένωσης, οπότε θα ονομαστεί δεύτερο Εφόσον υπάρχουν 2 άτομα χλωρίου στην ένωση, χρησιμοποιείται το αριθμητικό πρόθεμα δι πριν το όνομα του χλωρίου και πριν το οξυγόνο χρησιμοποιείται το εξα, εφόσον στην ένωση υπάρχουν 6 άτομα οξυγόνου Συνεπώς, το όνομα της ένωσης είναι εξαοξείδιο του διχλωρίου β) N 2 F 3 Η ένωση N 2 F 3 αποτελείται από 2 άτομα αζώτου και 3 άτομα φθορίου Εφόσον το δεύτερο άτομο στον χημικό τύπο είναι το φθόριο θα ονομαστεί πρώτο με την προσθήκη της κατάληξη ίδιο Το άζωτο είναι το πρώτο στοιχείο στον τύπο της ένωσης, επομένως θα ονομαστεί δεύτερο Υπάρχουν 2 άτομα αζώτου στην ένωση, επομένως θα προστεθεί το αριθμητικό πρόθεμα δι πριν το όνομα του αζώτου Υπάρχουν 3 άτομα φθορίου επομένως χρησιμοποιείται το αριθμητικό τρι πριν το όνομα του φθορίου Συνεπώς, το όνομα της ένωσης είναι τριφθορίδιο του διαζώτου γ) CΟ Η ένωση CO αποτελείται από 1 άτομο άνθρακα και 1 άτομο οξυγόνου Το οξυγόνο είναι το δεύτερο στοιχείο στον χημικό τύπο της ένωσης, για αυτό το όνομά του θα γραφεί πρώτο με την προσθήκη της κατάληξης ίδιο Ο άνθρακας είναι το δεύτερο στοιχείο στον τύπο της ένωση,ς οπότε το όνομά του θα γραφεί δεύτερο Εφόσον υπάρχει 1 άτομο οξυγόνου θα χρησιμοποιηθεί το αριθμητικό πρόθεμα μονο Για τον άνθρακα δεν θα χρησιμοποιηθεί αριθμητικό πρόθεμα, γιατί το αριθμητικό πρόθεμα μόνο παραλείπεται για το πρώτο στοιχείο της ένωσης Συνεπώς, το όνομα της ένωσης είναι μονοοξείδιο του άνθρακα Παράδειγμα 34 Να γραφούν οι χημικοί τύποι των ενώσεων: α) φθορίδιο του χλωρίου και β) δεκαοξείδιο του τετραφωσφόρου Για να απαντηθεί η ερώτηση πρέπει να θυμηθούμε ότι γράφεται πρώτα το σύμβολο του στοιχείου που αναφέρεται δεύτερο στο όνομα της ένωσης και δεύτερο το σύμβολο του στοιχείου που αναφέρεται πρώτο στο

8 όνομα Σε κάθε στοιχείο προστίθεται συντελεστής με βάση το αριθμητικό πρόθεμα που υπάρχει στο όνομα της ένωσης πριν από το στοιχείο α) φθορίδιο του χλωρίου Η ένωση φθορίδιο του χλωρίου αποτελείται από φθόριο και χλώριο που είναι αμέταλλα Επομένως πρόκειται για δυαδική ομοιοπολική ένωση Στον χημικό τύπο της ένωσης το χλώριο γράφεται πρώτο και το φθόριο δεύτερο Στο όνομα της ένωσης δεν αναφέρονται αριθμητικά προθέματα (μονο, δι κά) που σημαίνει ότι υπάρχουν μόνο ένα άτομο φθορίου και χλωρίου στο μόριο της ένωσης Συνεπώς ο τύπος της ένωσης είναι ClF β) δεκαοξείδιο του τετραφωσφόρου Η ένωση δεκαοξείδιο του τετραφωσφόρου αποτελείται από τα αμέταλλα στοιχεία οξυγόνο και φώσφορο Επομένως πρόκειται για δυαδική ομοιοπολική ένωση Στον χημικό τύπο της ένωσης ο φώσφορος γράφεται πρώτος και το οξυγόνο δεύτερο Στο όνομα της ένωσης πριν το οξυγόνο υπάρχει το αριθμητικό δεκα και πριν το φώσφορο υπάρχει το αριθμητικό τετρα Άρα η ένωση αποτελείται από δέκα άτομα οξυγόνου και τέσσερα άτομα φωσφόρου Ο χημικός τύπος της ένωσης είναι P 4 O 10 Στο παράδειγμα 35 αποσαφηνίζεται η χρήση των αριθμητικών προθεμάτων στην ονομασία των δυαδικών ομοιοπολικών ενώσεων Παράδειγμα 35 Να ονομαστούν τα ακόλουθα οξείδια του αζώτου ΝΟ, ΝΟ 2, Ν 2 Ο, Ν 2 Ο 4, Ν 2 Ο 3, Ν 2 Ο 5 Με βάση τους κανόνες ονοματολογίας των δυαδικών ομοιοπολικών ενώσεων τα ονόματα των ενώσεων είναι: ΝΟ μονοοξείδιο του αζώτου ΝΟ 2 διοξείδιο του αζώτου Ν 2 Ο μονοοξείδιο του διαζώτου Ν 2 Ο 4 τετραξείδιο του διαζώτου Ν 2 Ο 3 τριοξείδιο του διαζώτου Ν 2 Ο 5 πενταξείδιο του διαζώτου Όλες οι προηγούμενες ενώσεις είναι οξείδια του αζώτου Όμως, η χρήση των αριθμητικών προθεμάτων χαρακτηρίζει απόλυτα κάθε ένωση και δεν επιτρέπει παρανοήσεις σε σχέση με τη χημική σύστασή της 34 Κανόνες ονοματολογίας οξέων Τα οξέα είναι οι ενώσεις που όταν διαλύονται σε νερό, παρέχουν ιόντα υδρογόνου, Η + Τα οξέα μπορεί να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: 3 1 τα οξοοξέα που περιέχουν οξυγόνο και σχηματίζονται από υδρογόνο και τα πολυατομικά ανιόντα (οξοανιόντα) του Σχήματος 33, όπως τα Η 2 SΟ 4 και ΗΝΟ τα δυαδικά οξέα που σχηματίζονται από υδρογόνο και αμέταλλο (πλην του άνθρακα), όπως ΗCl και Η 2 S 341 Ονοματολογία οξοοξέων Το όνομα ενός οξοοξέος σχηματίζεται από το όνομα του αντίστοιχου οξοανιόντος (Σχήμα 33) και τη λέξη οξύ Παράδειγμα ονομασίας οξοοξέων δίνονται στη συνέχεια: από το θειικό ανιόν SO 4 2 προέρχεται το οξύ Η 2 SO 4 που ονομάζεται θειικό οξύ, από το νιτρικό ανιόν ΝO 3 προέρχεται το οξύ ΗΝΟ 3 που ονομάζεται νιτρικό οξύ, από το νιτρώδες ανιόν ΝO 2 προέρχεται το οξύ ΗΝΟ 2 που ονομάζεται νιτρώδες οξύ, από το υπερχλωρικό ανιόν ClO 4 προέρχεται το οξύ ΗClO 4 που ονομάζεται υπερχλωρικό οξύ

9 342 Ονομασία δυαδικών οξέων Τα δυαδικά οξέα ονομάζονται από το όνομα του αμέταλλου και το πρόθεμα υδρο Παραδείγματα ονομασίας δυαδικών οξέων: HCl υδροχλώριο, HI υδροϊώδιο Τα δυαδικά οξέα θα μπορούσαν να ονομαστούν με βάση τους κανόνες ονοματολογίας των δυαδικών μοριακών ενώσεων Έτσι το HCl θα μπορούσε να ονομαστεί χλωρίδιο του υδρογόνου, αλλά έχει επικρατήσει η ονομασία υδροχλώριο Όταν τα δυαδικά οξέα βρίσκονται σε υδατικό διάλυμα (συμβολίζονται με τον ένδειξη aq) ονομάζονται από τη ρίζα του ονόματος του αμετάλλου, το πρόθεμα υδρο και την κατάληξη ικό, ακολουθούμενα από τη λέξη οξύ Έτσι το διάλυμα HCl που συμβολίζεται HCl(aq), ονομάζεται υδροχλωρικό οξύ Στη συνέχεια συγκρίνονται τα ονόματα δυαδικών οξέων ανάλογα με αν το οξύ είναι σε διάλυμα ή σε αέρια κατάσταση (g) HF(g) υδροφθόριο HF(aq) υδροφθορικό οξύ, HBr(g) υδροβρώμιο HBr(aq) υδροβρωμικό οξύ, HΙ(g) υδροϊώδιο HΙ(aq) υδροϊωδικό οξύ Στο παράδειγμα 36 παρουσιάζεται η διαδικασία για να ονομαστεί ένα οξύ, ενώ στο παράδειγμα 37 περιγράφεται ο προσδιορισμός του χημικού τύπου οξέος από το όνομά του Παράδειγμα 36 Να ονομαστούν τα οξέα α) H 3 PO 3 και β) H 2 S Αρχικά πρέπει να προσδιοριστεί αν το οξύ είναι οξοοξύ ή δυαδικό οξύ Εφαρμόζοντας τους αντίστοιχους κανόνες ονοματολογίας αποδίδεται το όνομα του οξέος α) H 3 PO 3 Το οξύ H 3 PO 3 ανήκει στην κατηγορία των οξοοξέων (εφαρμόζεται ο κανόνας ονομασίας των οξοοξέων) και προέρχεται από το ανιόν PO 3 3 που ονομάζεται φωσφορώδες Άρα το οξύ έχει το όνομα φωσφορώδες οξύ β) H 2 S Το οξύ H 2 S είναι δυαδικό οξύ (εφαρμόζεται ο κανόνας ονομασίας των δυαδικών οξέων) και ονομάζεται υδρόθειο Παράδειγμα 37 Ποιος είναι ο χημικός τύπος των οξέων α) ανθρακικό οξύ, β) υδροϊώδιο και γ) υδροχλωρικό οξύ; Από το όνομα του οξέος αναγνωρίζεται το ανιόν του οξέος Στη συνέχεια γράφεται πρώτα το Η και δεύτερο το ανιόν Στο υδρογόνο προστίθεται κατάλληλος δείκτης ώστε το συνολικό φορτίο του οξέος να είναι μηδέν α) ανθρακικό οξύ Το ανθρακικό οξύ είναι οξοοξύ Αποτελείται από ανθρακικό ανιόν CO 3 2 που έχει αρνητικό φορτίο 2 Απαιτούνται δύο H + για να έχει συνολικά μηδενικό φορτίο η ένωση Δηλαδή το Η θα έχει δείκτη 2 Επομένως, το οξύ έχει χημικό τύπο Η 2 CO 3 β) υδροϊώδιο Το υδροϊώδιο είναι δυαδικό οξύ Το ανιόν του οξέος είναι το Ι, έχει φορτίο 1 και απαιτείται ένα μόνο H + για να έχει συνολικά η ένωση μηδενικό φορτίο Επομένως το Η και το Ι θα έχουν δείκτη 1 (που δεν αναγράφεται)

10 Επομένως ο χημικός τύπος του οξέος είναι ΗΙ γ) υδροχλωρικό οξύ Το όνομα υδροχλωρικό οξύ αρχίζει από υδρο- άρα είναι δυαδικό οξύ Περιέχει Cl, αφού υπάρχει το χλωρ- στο όνομα Το ανιόν Cl έχει φορτίο 1, επομένως χρειάζεται ένα κατιόν Η + για να έχει η ένωση συνολικό φορτίο μηδέν Άρα το Η και το Cl έχουν δείκτες 1 (που δεν αναγράφονται) Η κατάληξη ικό οξύ σημαίνει ότι το οξύ είναι με τη μορφή διαλύματος, το οποίο θα πρέπει να δηλωθεί με την ένδειξη (aq) στον χημικό τύπο Συνεπώς ο χημικός τύπος είναι HCl(aq)

11 Ασκήσεις Ασκήσεις με τις απαντήσεις τους Άσκηση 31 Να αντιστοιχίσετε τους χημικούς τύπους 1) ΑgI, 2) K 2 O 2, 3) CoCl 3, 4) Cu 2 Ο και 5) BaBr 2 με τα ονόματα α) οξείδιο του χαλκού(i), β) βρωμίδιο του βαρίου, γ) χλωρίδιο του κοβαλτίου(iii), δ) υπεροξείδιο του καλίου και ε) ιωδίδιο του αργύρου :1ε, 2δ, 3γ, 4α, 5β Άσκηση 32 Να γραφεί ο χημικός τύπος των ενώσεων 1) νιτρικό νάτριο, 2) νιτρικό ασβέστιο, 3) θειικό μαγνήσιο, 4) φωσφορικό ασβέστιο, 5) χλωρικό κοβάλτιο(ii), 6) υδρογονοανθρακικό κάλιο, 7) χρωμικός κασσίτερος(iv), 8) υποχλωριώδες νάτριο, 9) ανθρακικό αμμώνιο : 1) ΝaΝO 3, 2) Ca(NO 3 ) 2, 3) MgSO 4, 4) Ca 3 (PO 4 ) 2, 5) Co(ClO 3 ) 2, 6) ΚΗCΟ 3, 7) Sn(CrO 4 ) 2, 8) NaClO, 9) (ΝΗ 4 ) 2 CΟ 3 Άσκηση 33 Να ονομαστούν οι δυαδικές ομοιοπολικές ενώσεις 1) ClO 2, 2) CO 2, 3) ΝF 3, 4) H 2 S, 5) SiBr 4 : 1) διοξείδιο του χλωρίου, 2) διοξείδιο του άνθρακα, 3) τριφθορίδιο του αζώτου, 4) σουλφίδιο του διυδρογόνου (κοινώς υδρόθειο), 5) τετραβρωμίδιο του πυριτίου Άσκηση 34 Να γραφούν οι χημικοί τύποι των ενώσεων 1) τριοξείδιο του διχλωρίου, 2) μονοοξείδιο του άνθρακα, 3) διχλωρίδιο του διθείου, 3) τριφθορίδιο του χλωρίου : 1) Cl 2 O 3, 2) CO, 3) S 2 Cl 2 4) ClF 3 Άσκηση 35 Nα ονομαστούν τα οξέα 1) ΗClO 2, 2) Η 2 CO 3, 3) ΗΝΟ 3, 4) H 2 S, 5) HΒr(aq) : 1) χλωριώδες οξύ, 2) ανθρακικό οξύ, 3) νιτρικό οξύ, 4) υδρόθειο (ή σουλφίδιο του διυδρογόνου), 5) υδροβρωμικό οξύ Άσκηση 36 Να γραφούν οι χημικοί τύποι των ενώσεων 1) υπερχλωρικό οξύ, 2) νιτρώδες οξύ, 3) υποφθοριώδες οξύ : 1) HClO 4, 2) ΗΝΟ 2, 3) ΗFO Ασκήσεις προς επίλυση Άσκηση 37 Ποια από τα ακόλουθα χημικά είδη 1) ΝΟ 2, 2) HClO 3, 3) NH 4+, 4) Na 2 O 2, 5) SCN, 6) Co 3+, 7) HPO 4 2, 8) PCl 4+, 9) PCl 6, 10) PCl 5 είναι α) δυαδικές ενώσεις, β)πολυατομικά ιόντα, γ) μοριακές ενώσεις και δ) ιοντικές ενώσεις;

12 Άσκηση 38 Να ονομαστούν οι ενώσεις 1) AlN, 2) CaS, 3) ΝaF, 4) Νa 2 O 2, 5) BaBr 2, 6) Mg(OH) 2, 7) Li 2 O, 8) TiCl 3, 9) ΑgI, 10) Rb 2 S Άσκηση 39 Να γραφεί ο χημικός τύπος των ενώσεων 1) νιτρίδιο του νατρίου, 2) οξείδιο του αργιλίου, 3) υπερχλωρικό νάτριο, 4) θειικό στρόντιο, 5) νιτρικό δημήτριο(ιιι), 6) χλωρικός λευκόχρυσος(ιι) Άσκηση 310 Να ονομαστούν οι δυαδικές ομοιοπολικές ενώσεις: 1) NF 3, 2) P 4 S 4, 3) IF, 4) I 2 O 7, 5) IBr 3 Άσκηση 311 Να γραφούν οι χημικοί τύποι των ενώσεων 1) τριοξείδιο του διφωσφόρου, 2) οξείδιο του διχλωρίου, 3) διοξείδιο του αζώτου Άσκηση 312 Nα ονομαστούν τα οξέα 1) HF(aq), 2) H 3 PO 4, 3) HIO 3, 4) H 2 CrO 4, 5) HBrO 2 Άσκηση 313 Να γραφούν οι χημικοί τύποι των ενώσεων 1) θειώδες οξύ, 2) θειικό οξύ, 3) υπεριωδικό οξύ, 4) χλωριώδες οξύ

13 Βιβλιογραφία Ebbing, DD & Gammon, SD (απόδοση στα ελληνικά: Κλούρας, Ν) (2014) Σύγχρονη Γενική Χημεία Αρχές και Εφαρμογές (10 η Διεθνής έκδοση) Αθήνα: Εκδόσεις Τραυλός Κλούρας, Ν, Περλεπές, ΣΠ, Μάνεση-Ζούπα, Ε, Ζαφειρόπουλος, Θ (2000) Ανόργανη Χημεία Τόμοι Α-Ε Πάτρα: Εκδόσεις Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο Πνευματικάκης Γ, Μητσοπούλου, Χ, Μεθενίτης, Κ (2005) Ανόργανη Χημεία Α' Βασικές Αρχές Αθήνα: Εκδόσεις Αθ Σταμούλης Ταμουτσίδης, ΕΓ (2008) Γεωργική Χημεία (2η Έκδοση) Φλώρινα: Εκδόσεις +γράμμα Zumdahl, SS & DeCoste, DJ (2011) Introductory Chemistry: A Foundation (7th ed) Belmont: Brooks/ Cole Cengage learning