3. Názvosloví chemických sloučenin 3.1. Oxidační číslo prvků Oxidační číslo prvků je základní pojem, na kterém je názvosloví anorganické chemie vybudováno. Oxidační číslo prvku je číselně rovno formálnímu elektrickému náboji, který by vznikl na atomu prvku, kdyby elektrony každé vazby z prvku vycházející byly přiděleny elektronegativnějšímu z obou atomů. Za jednotku elektrického náboje v tomto případě bereme elektrický náboj jednoho elektronu. Oxidační číslo prvku se zapisuje ke značce prvku jako pravý horní index římskými číslicemi. Znaménko + označuje kladné oxidační číslo a zpravidla se nepíše, znaménko - označuje záporné oxidační číslo. Např.: Na I, Cl -I, Mn VII, S -II Určování oxidačního čísla na základě definice se neužívá, protože to vyžaduje znalost elektronegativit prvků a násobnosti vazeb ve sloučeninách. Pro určení oxidačního čísla se v anorganické chemii využívají následující pravidla : 1) Oxidační čísla prvků v elementární stavu jsou rovna 0. např. O 2 0, Cu 0, P 4 0 2) Oxidační číslo vodíku je většině sloučenin I : např. H I Cl, H I 2SO 4 Výjimku tvoří hydridy kovů. Např. CaH -I 2 3) Oxidační číslo kyslíku je ve většině sloučenin II.: např. Al 2 O -II 3, KO -II H Výjimku tvoří : peroxidy : H 2 O -I 2 hyperoxidy O 2 - : KO 2 ozonidy O 3 - : LiO 3 fluorid kyslíku, kde má kyslík kladné oxidační číslo : O II F 2 4) Maximální oxidační číslo prvku je dáno číslem skupiny v periodické tabulce, kde se prvek nachází. Výjimku tvoří Cu, Ag a Au. 5) Rozdíl mezi kladným a záporným oxidačním číslem téhož prvku je maximálně 8. Např.: Cl -I a Cl VII 7- (-1) = 8 6) Atomy některých prvků mají ve všech svých běžných sloučeninách a iontech stálá oxidační čísla : F -I, Li I ( všechny alkalické kovy), Be II ( všechny kovy alkalických zemin), Zn II, Al III 7) Součet oxidačních čísel všech atomů v elektroneutrální molekule je 0. Např.: Al III 2O -II 3 2*3 + 3*(-2) = 0 8) Součet oxidačních čísel všech atomu v iontech se rovná náboji iontu. Např. : NH 4 + : N -III H I -3 + 4*1 = 1 Oxidační číslo je číslo formální a v mnoha případech neodpovídá skutečné elektronové konfiguraci v molekule nebo je necelé číslo. Potíže s určením nastávají ve sloučeninách, kde prvky mají stejnou hodnotu elektronegativity. V tomto případě rozhoduje chování chemické sloučeniny. 3.1.1. Vyznačení oxidačního čísla a) Ve vzorci, jak již bylo uvedeno v kapitole 3.1., se vyznačuje římskou číslicí ke značce prvku jako pravý horní index.
b) V názvu sloučeniny je dáno koncovkou : - záporné oxidační číslo je určeno koncovkou -id a většinou nabývá hodnot -I, -II, -III, -IV - kladné oxidační číslo je určeno soustavou koncovek podle velikosti viz tabulka V Tabulka V : Koncovky pro kladná oxidační čísla Oxidační číslo Koncovka přídavného jména Koncovka přídavného jména Koncovka podstatného jména u solí u kyselin I -ný -ná -nan II -natý -natá -natan III -itý -itá -itan IV -ičitý -ičitá -ičitan V -ečný, -ičný -ečná, -ičná -ečna, -ičnan VI -ový -ová -an VII -istý -istá -istan VIII -ičelý -ičelá -ičelan Poznámka : oxidační číslo se zapisuje vždy římskými číslicemi. Nesmí se zaměňovat s formálním nábojem iontu, který se zapisuje arabskými číslicemi, také jako pravý horní index k atomu nebo skupině atomů. Např.: Al III hliník má oxidační číslo 3, ale Al 3+ je hlinitý kation. 3.2. Chemické názvy sloučenin Používají se : a) Triviální názvy. Jsou jednoduché, vžité, neinformují nás o chemickém složení dané sloučeniny a používají se pro řadu velmi běžných sloučenin. Např. voda, amoniak,atd. b) Technické názvy.používají se stále v technické praxi. Např. pálené vápno, čpavek, modrá skalice, atd. c) Mineralogické názvy. Označují přírodní nerosty, kde se prvky vyskytují. Např. vápenec, pyrit, sádrovec, atd. d) Systematické (racionální) názvy. Viz dále. 3.2.1. Systematické názvy sloučenin Vytvoření systematického názvu sloučeniny se řídí přesně stanovenými pravidly. Názvy jsou : a) jednoslovné tvořené podstatným jménem.např. : sulfan b) dvouslovné tvořené podstatným a přídavným jménem, jsou nejčastější. Např. kyselina sírová, dusičnan draselný. c) Víceslovné tvořené nejčastěji dvěma podstatnými jmény a přídavným jménem. Např. : dihydrát síranu vápenatého
Systematické názvy mají shodnou skladbu : základ názvu ( kmen) je utvořen z názvu centrálního atomu. Před základem názvu se uvádějí předpony ( prefixy) za základen se napojují koncovky ( sufixy). Používají se tři druhy předpon : a) Názvoslovné předpony určují přítomnost určitého atomu nebo skupiny atomů ve sloučenině. Jsou tvořeny názvem atomu nebo skupiny. Např. chlor- ( přítomnost atomu -Cl), kyano- ( přítomnost skupiny -CN),atd. b) Číslovkové předpony vyjadřují stechiometrické poměry ve sloučenině. Určují počet atomů nebo skupin atomů. Rozdělují se na : - jednoduché, které určují počet atomů ( tabulka VI) - násobné, které určují počet skupin atomů ( tabulka VII) Tabulka VI : Přehled jednoduchých číslovkových předpon Název předpony Odpovídající číslovka Název předpony Odpovídající číslovka hemi- ½ trideka- 13 seskvi- 3/2 tetradeka- 14 mono- 1 atd. di- 2 ikosa- 20 tri- 3 henikosa- 21 tetra- 4 dokosa- 22 penta 5 trikosa- 23 hexa 6 atd. hepta 7 triakonta- 30 okta- 8 tetrakonta- 40 nona- 9 pentakonta- 50 deka- 10 atd. undeka- 11 hekta 100 dodeka 12 poly- mnoho Tabulka VII : Přehled násobných číslovkových předpon Název předpony bistristetrakispentakishexakis- Odpovídající číslovka dvakrát třikrát čtyřikrát pětkrát šestkrát Jednoduchá předpona mono- se většinou v názvu neuvádí, stejně jako předpony u sloučenin, které jsou jednoznačně definované. Jedná se např. o oxidy, halogenidy, základní kyseliny atd. Předpony se píší dohromady se základem názvu.
Dihydrogenfosforečnan sodný NaH 2 PO 4 Pentahydrát síranu měďnatého CuSO 4. 5 H 2 O Při použití násobné číselné předpony se zapisuje skupina do závorky. Bis(uhličitan)-difluorid triměďnatý Cu 3 (CO 3 ) 2 F 2 Tris(síran) hlinitý Al 2 (SO 4 ) 3 c) Strukturní předpony vyjadřují prostorové uspořádání sloučeniny. Poskytují informace o stereochemickém charakteru sloučeniny. Patří sem předpony: transcis- Od následující části názvu se oddělují pomlčkou. Např. cis- diammin-dichloroplatnatý komplex Názvoslovné koncovky se připojují za základ názvu sloučeniny. Pro kladná oxidační čísla byly vytvořeny české koncovky viz tabulka V. Ostatní koncovky byly vytvořeny v souladu s mezinárodním názvoslovím a v anorganické chemii se nejvíce používají : -id ( pro záporná oxidační čísla), -an, -yl, -onium, apod. Fluorid vápenatý CaF 2 Arsan AsH 3 Tetrakarbonyl niklu Ni(CO) 4 Oxonium H 3 O + 3.3. Chemické vzorce Chemické vzorce se skládají ze značek chemických prvků, číselných indexů a případně dalších pomocných znaků ( kulaté,hranaté a složené závorky, tečky, čárky, apod.). Používají se pro stručný zápis chemických sloučenin a v chemických rovnicích. 3.3.1. Typy vzorců Stechiometrický ( empirický) vzorec vyjadřuje stechiometrické složení dané sloučeniny, tj. určuje, které atomy a v jakém poměru jsou ve sloučenině obsaženy. Počet sloučených atomů se vyznačuje číselným indexem vpravo dole za značkou prvku. Vzorec se obvykle píše do složených závorek. Poskytuje nejméně informací o dané sloučenině. {HO} empirický vzorec peroxidu vodíku. Vodík a kyslík je v poměru 1:1. {P 2 O 5 } empirický vzorec oxidu fosforečného. Fosfor a kyslík je v poměru 2:5 Molekulový ( souhrnný) vzorec vyjadřuje skutečné složení sloučeniny, tj. číselné indexy vyjadřují skutečný počet atomů ve sloučenině. Lze z něho vypočítat molární hmotnost látky. Například : H 2 O 2 molekulový vzorec peroxidu vodíku P 4 O 10 molekulový vzorec dimeru oxidu fosforečného Racionální ( funkční) vzorec vyznačuje přítomnost charakteristických atomových skupin, tzv. funkčních skupin ve sloučenině. Představuje zjednodušenou formu strukturního vzorce.
V anorganické chemii se nejvíce používá. Funkční skupiny se zapisují do kulatých závorek. Krystalová voda v krystalohydrátech se zapisuje tak, že za vzorec se napíše tečka a pak se uvede počet molekul vody. Ca(OH) 2 hydroxid vápenatý Al 2 (SO 4 ) 3 síran hlinitý ZnSO 4. 7H 2 O heptahydrát síranu zinečnatého Strukturní ( konstituční) vzorec zobrazuje, jak jsou atomy vzájemně vázány a druh vazby. Neposkytuje informace o prostorovém uspořádání. Běžně se v anorganické chemii nepoužívá. Elektronový strukturní vzorec je rozšířenou formou vzorce strukturního. Zobrazuje druh vazby a volné elektronové páry na atomech. Příklad : Kyselina sírová : {H 2 SO 4 } H 2 SO 4 H O O H O O S S H O O H O O Geometrický ( konfigurační) vzorec znázorňuje prostorové uspořádání atomů v molekule. Krystalografický ( koordinační) vzorec vyjadřuje koordinační čísla, tj. počet atomů, iontů nebo molekul, které bezprostředně obklopují určitý atom v krystalové struktuře. Koordinační čísla se zapisují ve tvaru zlomku (jejich podělením dostáváme odpovídající koeficient ve stechiometrickém vzorci). Čitatel udává koordinační číslo prvního atomu (nebo iontu či molekuly), jmenovatel udává koordinační číslo druhého atomu ( nebo iontu či molekuly). Příklad : {SiO 4/2} 4/2 = 2, stechiometrický vzorec je {SiO 2 }. Koordinační číslo Si je 4, atom Si je tedy obklopen čtyřmi atomy O. Koordinační číslo O je 2, atom O je obklopen dvěma atomy Si. 3.3.2. Pořadí zápisu atomů ve vzorci Při pořadí zápisu atomů a atomových skupin ve vzorcích anorganických sloučenin se dodržují přijatá pravidla : 1) Kationty jsou zapisovány doleva, anionty doprava. Např. : NaCl Na + Cl - 2) Ve sloučenině nebo skupině atomů, kde není iontová vazba, se zapisují atomy s kladným oxidačním číslem vlevo a se záporným vpravo. Např.:H 2 S H I S -II 3) Je-li ve skupině vázáno několik atomů nebo skupin na tentýž atom ( centrální atom), uvádí se nejprve centrální atom a za ním následují ostatní složky v abecedním pořadí.
Týká se to vzorců podvojných solí a koordinačních sloučenin, které budou popsány později. 3.4. Názvosloví binárních sloučenin 3.4.1. Binární sloučeniny vodíku a) Triviální názvy : H 2 O voda, NH 3 amoniak, N 2 H 4 hydrazin b) Jednoslovné názvy : sloučeniny vodíku s prvky 13., 14.,15. a 16. skupiny ( kromě uhlíku). Tvoří se od latinského názvu prvku připojením koncovky -an. AlH 3 alan BH 3 boran SiH 4 silan H 2 S sulfan AsH 3 arsan PH 3 fosfan apod. Prvkům se formálně přisuzuje záporné oxidační číslo. S prvky 17. skupiny se název vytváří zakončenín názvu prvku na -o a připojením slova -vodík. HF fluorovodík HCl chlorovodík apod. c) Dvouslovné názvy : sloučeniny vodíku s prvky 1. a 2.skupiny, tzv. hydridy, ve kterých má vodík oxidační číslo I. Název se skládá z podstatného jména hydrid a přídavného jména, jehož koncovka udává oxidační číslo prvku. Vzorec se vytvoří pomocí křížového pravidla. NaH hydrid sodný Na I H -I CaH 2 hydrid vápenatý Ca II H -I 2 ( součet oxidačních čísel je roven nule) 3.4.2. Halogenidy Halogenidy jsou binární sloučeniny halogenu s jiným prvkem. Halogen má vždy oxidační číslo I. Obecně X -I. Název se skládá ze dvou slov : podstatné jméno halogenid a přídavné jméno s koncovkou určující oxidační číslo prvku. Vzorec se tvoří podobně jako u hydridů v souladu s pravidly o oxidačních číslech. AlCl 3 chlorid hlinitý Al III Cl -I 3 3 + 3*(-1) = 0 MgF 2 fluorid hořečnatý Mg II F -I 2 2 + 2*(-1) = 0 apod. 3.4.3. Oxidy Oxidy jsou binární sloučeniny kyslíku s prvky, kde kyslík má oxidační číslo II, tzn. O -II. Název se skládá z podstatného jména oxid a přídavného jména s koncovkou udávající oxidační číslo prvku. Vzorec se tvoří obvyklým způsobem za použití křížového pravidla a popř. pokrácením indexů nebo pomocí pravidla o součtu oxidačních čísel. K 2 O oxid draselný K I 2O -II 2*1-2 = 0 SO 3 oxid sírový S VI O -II 3 6+3*(-2) = 0 N 2 O 5 oxid dusičný N V 2O -II 5 2*5 + 5*(-2) = 0 apod.
3.4.4. Ostatní binární sloučeniny a) prvky s oxidačním číslem II : sulfidy S -II selenidy Se -II teluridy Te -II Názvy a vzorce se tvoří analogicky jako u oxidů. b) prvky s oxidačním číslem III : nitridy N -III boridy B -III arsenidy As -III fosfid P -III antimonid Sb -III Název se tvoří uvedeným podstatným jménem a přídavným jménem s koncovkou určující oxidační číslo prvku. Vzorec se tvoří obvyklým způsobem uvedeným výše. Mg 3 N 2 nitrid hořečnatý Mg II 3N -III 2 Na 3 B borid sodný Na I 3B -III c) prvky s oxidačním číslem -IV : karbidy C -IV silicidy Si -IV SiC karbid křemičitý Si IV C -IV Zn 2 Si silicid zinečnatý Zn II 2Si -IV d) Nestechiometrické sloučeniny : Používají se číselné předpony k vyjádření poměrů v molekule sloučeniny. BaC 6 Ni 2 Si 3 hexakarbid baria trisilicid diniklu e) Peroxidy : Jsou sloučeniny, které mají skupinu -O 2 2-, kde kyslík má oxidační číslo I. H 2 O 2 BaO 2 peroxid vodíku peroxid barnatý 3.5. Názvosloví víceprvkových sloučenin 3.5.1. Hydroxidy Hydroxid je sloučenina, která má v molekule funkční hydroxidovou skupinu OH nesoucí jeden záporný náboj OH 1-. Název je tvořen podstatným jménem hydroxid a přídavným jménem, jehož koncovka udává oxidační číslo prvku.
Vzorec lze obecně zapsat M(OH) n, kde n je oxidační číslo prvku M. KOH hydroxid draselný K I OH - Ba(OH) 2 hydroxid barnatý Ba II (OH - ) 2 Al(OH) 3 hydroxid hlinitý Al III (OH - ) 3 3.5.2. Kyseliny Kyseliny jsou látky, které ve své molekule mají jeden nebo více vodíků, které jsou schopny odštěpit jako vodíkový kation neboli proton. Základní dělení kyselin je podle přítomnosti kyslíku v molekule na bezkyslíkaté a kyslíkaté. 3.5.2.1. Bezkyslíkaté kyseliny Bezkyslíkaté kyseliny, stejně jako jejich soli, jsou většinou binární sloučeniny. Název je tvořen podstatným jménem kyselina a přídavným jménem vytvořeným z názvu odpovídající sloučenině prvku s vodíkem přidáním koncovky ová. Obecný vzorec má tvar H m X, kde X je symbol kyselinotvorného prvku nebo skupiny a m je oxidační číslo prvku nebo náboj skupiny. Poznámka : Bezkyslíkaté kyseliny vznikají rozpuštěním sloučeniny s vodíkem ve vodě. Tabulka VIII : Příklady bezkyslíkatých kyselin Vzorec čisté látky Název čisté látky Vzorec kyseliny - tj. Název kyseliny vodného roztoku HF fluorovodík HF kyselina fluorovodíková HCl chlorovodík HCl kyselina chlorovodíková HBr bromovodík HBr kyselina bromovodíková HI jodovodík HI kyselina jodovodíková HCN kyanovodík HCN kyselina kyanovodíková H 2 S sulfan H 2 S kyselina sulfanová 3.5.2.2. Jednoduché kyslíkaté kyseliny ( oxokyseliny) Jednoduché kyslíkaté kyseliny ve své molekule mají pouze jeden kyselinotvorný prvek, tzv. centrální atom. Název se tvoří z podstatného jména kyselina a přídavného jména s koncovkou vyjadřující oxidační číslo centrálního atomu. Číselné ani názvoslovné předpony se nepoužívají, z názvu lze jednoznačně zapsat vzorec kyseliny. Vzorec má obecný tvar H m XO n, kde X je symbol centrálního atomu, m a n jsou číselné indexy, které se určí na základě pravidel o součtu oxidačních čísel. Index m, tzn. počet vodíků je 1 nebo 2 a volí se tak, aby součet kladných oxidačních čísel byl sudý. Příklad vytvoření názvu ze vzorce : H 2 CrO 4 Podle pravidel o oxidačních číslech má O -II,tzn. úhrnný záporný náboj je 4*(-2) = -8. V molekule jsou dva atomy H I, tzn. náboj +2. Na chrom zbývá -8 + 2 = 6. Chrom má oxidační číslo IV, z čehož vyplývá název kyselina chromová.
Příklad vytvoření vzorce z názvu : Kyselina bromičná Koncovka -ičná znamená, že na bromu bude oxidační číslo V. Zapíšeme vzorec a dopočítáme vodíky a kyslíky. H I Br V O -II 3 1 + 5 = 6, sudé číslo, vodík bude jeden. 6 : 2 = 3, v molekule budou 3 atomy kyslíku. Vzorec je HBrO 3. Tabulka IX : Příklady jednoduchých kyselin podle rostoucího oxidačního čísla Oxidační číslo Vzorec kyseliny Název kyseliny 1 HClO kyselina chlorná 2 H 2 SnO 2 kyselina cínatá 3 HNO 2 kyselina dusitá 4 H 2 CO 3 kyselina uhličitá 5 HBrO 3 kyselina bromičná 6 H 2 SO 4 kyselina sírová 7 HMnO 4 kyselina manganistá 8 H 2 OsO 5 kyselina osmičelá 3.5.2.3. Vícesytné oxokyseliny Vícesytné kyseliny mají v molekule dva a více vodíkových atomů. Název je u přídavného jména doplněn : - názvoslovnou předponou hydrogen-, která vyjadřuje přítomnost vodíku, a jednoduchou číselnou předponou, která vyjadřuje počet vodíků. Používají se předpony tri-, tetra- atd, předpony mono- a di- se nepoužívají, protože se jedná o základní jednoduché kyseliny. Viz tabulka IX. - nebo názvoslovnou předponou oxo-, která vyjadřuje přítomnost kyslíku, a jednoduchou číselnou předponou vyjadřující počet kyslíků Vzorec má stejný tvar jako u jednoduchých kyselin, pouze m> 2. Tvoří se stejným způsobem. Příklad vytvoření názvu ze vzorce : H 4 SiO 4 Podle pravidel o oxidačních číslech má vodík oxidační číslo H I a kyslík O -II. Jednoduchým výpočtem zjistíme oxidační číslo na křemíku : 4* 1 4*(-2) = -4. Křemík má oxidační číslo IV kyselina křemičitá. K přídavnému jménu připojíme číselné a názvoslovné předpony určující počet vodíků nebo kyslíků. Kyselina tetrahydrogenkřemičitá nebo tetraoxokřemičitá Příklad vytvoření vzorce z názvu : Kyselina trihydrogenjodistá Z názvu vyplývá, že v molekule kyseliny jsou 3 vodíky s oxidačním číslem I. Podle koncovky je oxidační číslo jodu VII. Jednoduchým výpočtem zjistíme počet kyslíků O -II. 3*1 + 7 = 10 10/2 = 5 lze zapsat vzorec H 3 IO 5
Kyselina tetraoxoarseničná Z názvu vyplývá, že v molekule kyseliny jsou 4 kyslíky s oxidačním číslem O -II a podle koncovky má arsen oxidační číslo V. Jednoduchým výpočtem zjistíme počet vodíků H I. 4*(- 2) + 5 = 3 lze zapsat vzorec H 3 AsO 4 3.5.2.4. Izopolykyseliny Izopolykyseliny mají v molekule dva nebo více centrálních atomů. Názvosloví těchto kyselina je založeno na stejných principech jako u výše uvedených kyselin. Název je u přídavného jména ještě navíc doplněn o jednoduchou číselnou předponu před názvem centrálního atomu vyjadřující jeho počet v molekule. Vzorec má obecný tvar H m X x O n, kde x 2. Příklad vytvoření názvu ze vzorce : H 2 Cr 2 O 7 Podle pravidel o oxidačních číslech se dopočítá oxidační číslo na chrómu : 7*(-2) + 2 = -12 12: 2 = 6 oxidační číslo chrómu je VI koncovka -ová. Kyselina dihydrogendichromová nebo kyselina heptaoxodichromová Příklad vytvoření vzorce z názvu : Kyselina hexahydrogendikřemičitá Z názvu vyplývá, že v molekule kyseliny je 6 vodíků a dva křemíky s oxidačním číslem IV. Dopočítá se počet kyslíků : 6*1 + 2*4 = 14 14 : 2 = 7 V molekule je 7 kyslíků. Zapíše se vzorec : H 6 Si 2 O 7 Kyselina dekaoxotrifosforečná Z názvu vyplývá, že v molekule je 10 kyslíků a 3 atomy fosforu s oxidačním číslem V. Dopočítá se počet vodíků : 10*(-2) + 3*5 = -5 V molekule bude 5 vodíků. Zapíše se vzorec : H 5 P 3 O 10 3.5.2.5. Substituované kyseliny a) Thiokyseliny Thiokyseliny mají ve své molekule jeden nebo více atomů kyslíku nahrazených atomem síry s oxidačním číslem II. Název přídavného jména je rozšířen o jednoduchou číselnou předponu udávající počet atomů síry a názvoslovnou předponu thio-. Ve vzorci je za nebo místo atomů kyslíku uveden symbol atomů síry. H 2 SO 4 kyselina sírová H 2 S 2 O 3 kyselina thiosírová H 2 CS 3 kyselina trithiouhličitá. b) Peroxokyseliny Peroxokyseliny mají kyslík nahrazen skupinou -O-O-, kde kyslík má oxidační číslo -I.
Název přídavného jména je doplněn předponou peroxo-. Ve vzorci se kyslíky uvádějí sumárně a je někdy problematické ze vzorce napsat název kyseliny, pokud se jedná o neznámou látku. H 2 SO 4 kyselina sírová H 2 SO 5 kyselina peroxosírová H 2 S 2 O 7 kyselina dihydrogendisírová H 2 S 2 O 8 kyselina dihydrogenperoxodisírová c) Halogenkyseliny Halogen kyseliny vznikají náhradou atomů kyslíku nebo skupiny -OH atomy halogenu. Pokud se nahradí všechny skupiny -OH v molekule kyseliny vzniká funkční derivát. Halogen má oxidační číslo I. Název kyseliny je u přídavného jména opět doplněn jednoduchou číselnou předponou a názvoslovnou předponou. Vzorec se zapisuje a tvoří obvyklým způsobem. H 2 PtCl 6 kyselina hexachloroplatičitá H 3 AlF 6 kyselina trihydrogenhexafluorohlinitá H 2 SiF 6 kyselina hexafluorokřemičitá!! HSO 3 Cl kyselina chlorsírová!! d) Triviální názvy kyselin Tabulka X : Vzorec kyseliny H 2 SO 2 H 2 S 2 O 4 H 2 S 2 O 6 H 2 S 4 O 6 HOCN HSCN HNCO HONC Název kyseliny Kyselina sulfoxylová Kyselina dithioničitá Kyselina dithionová Kyselina tetrathionová Kyselina kyanatá Kyselina thiokyanatá Kyselina izokyanatá Kyselina fulmiová 3.5.3. Názvosloví iontů a atomových skupin Ionty jsou částice skládající se z jednoho nebo více atomů, které nesou elektrický náboj. Podle polarity náboje dělíme ionty na kladně nabité kationty a záporně nabité anionty. 3.5.3.1. Kationty a) Jednoatomové kationty Jejich názvy se skládají z podstatného jména kation a přídavného jména vytvořeného ze základu názvu daného prvku a koncovky určující oxidační číslo. Vzorec se zapisuje symbolem prvku a vyznačením velikosti náboje arabskou číslicí a značkou + nebo v pravém horním indexu. Náboj jednoatomového kationtu se shoduje s oxidačním číslem.
Na + kation sodný Na I Al 3+ kation hlinitý Al III b) Víceatomové kationty V této skupině lze uvést kationty, které vznikají adicí vodíkového protonu na kovalentní hydrid. Tyto sloučeniny mají jednoslovný název viz kapitola 3.4.1. Název kationtu se vytvoří připojením koncovky onium jako jednoslovný nebo se k podstatnému jménu kation přidá přídavné jméno zakončené koncovkou oniový. H 3 O + oxonium oxoniový kation + NH 4!!! amonný kation + PH 3 fosfonium fosfoniový kation 3.5.3.2. Anionty a) Jednoatomové a některé víceatomové anionty Název aniontu může být jednoslovný, kdy za základ názvu daného prvku nebo skupiny je připojena koncovka id. Nebo může být utvořen podstatným jménem anion a přídavným jménem, kde za základ názvu je připojena koncovka idový. Vzorec se zapisuje symbolem prvku nebo skupiny a náboj jako u kationtu, ale má znaménko -. H - anion hydridový hydrid Cl - anion chloridový chlorid - I 3 anion trijodidový trijodid O 2- anion oxidový oxid OH - anion hydroxidový hydroxid S 2- anion sulfidový sulfid - NH 2 anion amidový amid NH 2- anion imidový imid CN - anion kyanidový kyanid b) Anionty odvozené od kyslíkatých kyselin Nejčastěji se používá jednoslovný název. Z přídavného jména názvu kyseliny se vytvoří podstatné jméno změnou zakončení na an podle tabulky V. V názvu odvozených od izopolykyselin a substituovaných kyselin je zachován základ název centrálního atomu, počet centrálních atomů, počet kyslíků nebo dalších prvků. Z takto vytvořeného postatného jména lze vytvořit přídavné jméno připojením koncovky ový. Spojením se slovem anion vzniká dvouslovný název. Vzorce aniontů se zapisují podle pravidel pro kyseliny, jsou doplněny v pravém horním indexu záporným nábojem. Součet oxidačních čísel všech atomů se musí rovnat náboji iontu. anionty od jednoduchých kyselin : 2- SO 4 síran anion síranový 6 + 4*(-2) = -2 - NO 3 dusičnan anion dusičnanový 5 + 3*(-2) = -1 anionty od vícesytných kyselin : - H 2 PO 4 dihydrogenfosforečnan 2*1 + 5 + 4*(-2) = -1 anionty od izopolykyselin : 2- Cr 2 O 7 heptaoxodichroman 2*6 + 7*(-2) = -2
u složitějších aniontů se za názvem uvádí náboj aniontu : 5- P 3 O 10 anion triposforečnanový(5-) 3*5 + 10*(-2) = -5 anionty od substituovaných kyselin : 2- S 2 O 3 thiosíran 6 + (-2) + 3*(-2) = -2 2- SiF 6 hexafluorokřemičitan 4 + 6*(-1) = -2 3.5.3.3. Názvy atomových skupin Některé neutrální a elektropozitivní atomové skupiny obsahující kyslík nebo jiné chalkogeny mají nezávisle na velikosti svého náboje název vytvořen pomocí koncovky yl. SO thionyl SO 2 sulfuryl OH hydroxyl CO karbonyl UO 2 uranyl NO nitrosyl NO 2 nitryl U kladných částic se píše náboj do závorky za vzorec. + UO 2 uranyl (+) VO 2+ vanadyl ( 2+) 3.5.4. Názvosloví solí 3.5.4.1. Soli bezkyslíkatých kyselin Názvosloví těchto solí bylo v podstatě vysvětleno v kapitole 3.4.2. a 3.4.4. Do této skupiny solí lze uvést ještě kyanidy CN - a thiokyanatany ( dříve rodanidy) SCN -. Jejich názvosloví se řídí stejnými pravidly jako názvosloví hydroxidů viz kapitola 3.5.1. KCN kyanid draselný NH 4 SCN thiokyanatan amonný 3.5.4.2. Soli oxokyselin Názvy solí oxokyselin se skládají ze dvou slov : podstatné jméno označuje název aniontu se všemi doplňujícími předponami, jak bylo popsáno v kapitole 3.5.3.2., a přídavné jméno označuje název kationtu, jak bylo popsáno v kapitole 3.5.3.1.Poměry v molekule musí být upraveny tak, že úhrnné oxidační číslo prvků i úhrnný náboj iontů musí být roven 0. Počet kationtů nebo aniontů se vyjadřuje číselnými předponami tak, aby se mohl z názvu jednoznačně vytvořit vzorec.používají se jak jednoduché tak násobné číselné předpony. Ve vzorci se zapisují nejdříve kationty a pak anionty. Skupiny se zapisují do kulatých závorek, pokud jich je v molekule více jak jedna.
a) Soli jednoduchých kyselin NaNO 3 dusičnan sodný (Na + NO - 3 ) (NH 4 ) 2 SO 4 síran amonný ( 2 NH + 4 SO 2-4 ) Al(IO 4 ) 3 jodistan hlinitý ( Al 3+ 3 IO - 4 ) Poznámka : Vzorce jednoduchých kyselin a jejich aniontů jsou natolik zažité, že většinou nepotřebujeme vzorec určovat složitějším dopočítáváním přes oxidační čísla. b) Hydrogensoli - soli vícesytných kyselin KHCO 3 hydrogenuhličitan draselný ( K + HCO - 3 ) NaH 2 PO 4 dihydrogenfosorečnan sodný ( Na + H 2 PO - 4 ) Ca(H 2 AsO 4 ) 2 bis(dihydrogenarseničnan) vápenatý ( Ca 2+ 2 H 2 AsO - 4 ) Li 2 H 2 SiO 4 dihydrogenklřemičitan dilitný ( 2 Li + H 2 SiO 2-4 ) c) Soli izopolykyselin K 2 Cr 2 O 7 dichroman didraselný heptaoxodichroman draselný heptaoxodichroman didraselný Na 5 P 3 O 10 trifosforečnan pentasodný dekaoxofosforečnan sodný dekaoxofosforečnan pentasodný d) Soli substituovaných kyselin Na 2 S 2 O 3 thiosíran sodný (NH 4 ) 2 S 2 O 8 peroxodisíran diamonný K 2 PtCl 4 hexachloroptaličitan didraselný nebo jenom draselný Na 2 S 4 O 6 tetrathionan disodný Vytvoření názvu ze vzorce Mg 2 P 2 O 7 Co víme : kation je hořčík, fosfor a kyslík tvoří anion. Oxidační číslo kyslíku O -II, hořčík leží ve druhé skupině, tzn. bude mít oxidační číslo Mg II. Musíme dopočítat oxidační číslo na fosforu, abychom použili správnou koncovku pro anion. 7*(-2) = -14-14 + 2*2 = - 10-10 +10 = 0 10 : 2 = 5 Na fosforu bude oxidační číslo V. Vytvoříme název s ohledem na poměry v molekule: heptaoxodifosforečnan dihořečnatý Vytvoření vzorce z názvu Tetraboritan disodný Z koncovek názvu vyplývá, že na boru je oxidační číslo B III, na sodíku Na I. Není uveden počet kyslíků, musí se dopočítat : 4*3 + 2*1 = 14 14 : 2 = 7 kyslíků Zapíšeme vzorec : Na 2 B 4 O 7 3.5.4.3. Smíšené soli a) Soli se dvěma nebo více kationty Pořadí kationtů ve vzorci určuje rostoucí oxidační číslo. Pokud jsou oxidační čísla kationtů stejná, řadí se podle abecedního pořadí symbolů prvků. Víceatomové kationty se řadí jako poslední při stejné hodnotě náboje. V názvu podvojných solí je pořadí kationtů shodné s pořadím ve vzorci a názvy se
oddělují pomlčkou, popř. se doplní koncovka o. Ostatní názvoslovná pravidla jsou shodná jako u předešlých solí, včetně použití násobných číselných předpon. K Al (SO 4 ) 2 bis(síran) draselno hlinitý K I Al III K Na CO 3 uhličitan draselno-sodný pořadí K N Na (NH 4 ) HPO 4 hydrogenfosforečnan sodno-amonný NH + 4 je víceatom.k. b) Soli se dvěma nebo více anionty Pořadí aniontů ve vzorci je dáno abecedním pořadím dle symbolů prvků nebo centrálního atomu skupiny. V názvu je zachováno pořadí dle vzorce a názvy jednotlivých aniontů se oddělují pomlčkou. Ostatní názvoslovná pravidla jsou shodná jako u předešlých solí. Je nezbytné použít násobné číselné předpony, které určují počet anionů ve vzorci. Cu 3 (CO 3 ) 2 F 2 bis(uhličitan)-diflourid triměďnatý Ca 5 F (PO 4 ) 3 fluorid-tris(fosforečnan) pentavápenatý Na 6 ClF(SO 4 ) 2 chlorid- flourid-bis(síran) hexasodný 3.5.4.4. Krystalohydráty Krystalohydráty jsou sloučeniny, které ve svých krystalech obsahují molekuly vody. Jednoduše se označují jako hydráty solí. Poznámka : Místo vody mohou být v krystalech vázány i molekuly jiných rozpouštědel, pak se jedná obecně o tzv. krystalosolváty, kde rozpouštědlem může být např. amoniak, methanol, ethanol apod.) Počet molekul vody v hydrátech se v názvu vyjadřuje jednoduchou číselnou předponou mono- di- atd. a slovem hydrát a připojí se název soli ve 2.pádě. Příklad : Pentahydrát síranu měďnatého Vzorec je doplněn za vzorcem soli tečkou a pak následuje číslovka a vzorec vody : Příklad : CuSO 4. 5H 2 O K Cr (SO 4 ) 2. 12 H 2 O FeSO 4. 7 H 2 O CaSO 4. ½ H 2 O dodekahydrát bis(síranu) draselno-chromitého heptahydrát síranu železnatého hemihydrát síranu vápenatého 3.5.4.5.Zásadité soli Zásadité soli jsou v podstatě soli s podvojným aniontem, přičemž jeden anion je buď hydroxidový OH - nebo oxidový O 2-. Vznikají tzv. hydroxid-soli nebo oxid-soli, pro jejichž názvosloví platí stejná pravidla jako pro podvojné soli. Anionty se řadí podle abecedního pořadí symbolů prků popř. centrálního atomu skupiny. MgCl(OH) chlorid-hydroxid hořečnatý
BiCl(O) chlorid-oxid bismutitý (!! nezaměnit za chlornan!!) Zn 2 CO 3 (OH) 2 uhličitan-dihydroxid dizinečnatý 3.5.5. Podvojné oxidy a hydroxidy Názvoslovné principy jsou stejné jako u podvojných solí. MgTiO 3 trioxid hořečnato- titaničitý FeTiO 3 trioxid železnato-titaničitý NaNbO 3 trioxid sodno-niobičný LiAlMn 2 O 4 (OH) 4 tetraoxid-tetrahydroxid lithno-hlinito-dimanganičitý AlO(OH) oxid-hydroxid hlinitý (víceprvkový anion se řadí jako poslední) 4. Názvosloví koordinačních sloučenin 4.1. Definice a základní pojmy Koordinační sloučenina neboli komplex vzniká, jestliže se na centrální atom či ion M váže další atom nebo skupina atomů ligand donor-akceptorovou vazbou. Donorem vazebného elektronového páru ( Lewisova báze) je ligand, takže má atom s volným elektronovým párem. Akceptorem vazebného elektronového páru je centrální atom nebo ion, který má k dispozici volné valenční orbitaly. Nejčastěji to jsou d-prvky - přechodné kovy. Např. Fe 3+, Cu 2+, Pt 2+, atd. Koordinační číslo x je počet ligand vázaných na jeden centrální atom a je větší než oxidační číslo atomu. Nejčastěji se rovná dvojnásobku oxidačního čísla centrálního atomu. Ligandy dělíme na : a) monodonorové, které obsahují pouze jeden atom s volným elektronovým párem (donorový atom), NH 3 b) polydonorové, které obsahují více donorových atomů, c) chelátové, obsahuje více donorových atomů a k centrálnímu atomu se váže dvěma nebo více vazbami, NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 d) můstkové, které se vážou k více jak jednomu atomu. 4.2. Názvoslovná pravidla 4.2.1. Centrální atom a) Ve stechiometrickém a funkčním vzorci se uvádí značka centrálního atomu na prvním místě. Za ním následují vzorce ligandů ( skupiny jsou v kulatých závorkách). Vzorec koordinační částice je v hranaté závorce : [ M (L) x ]
b) V názvu koordinační sloučeniny tvoří název centrálního atomu základ názvu a je doplněn koncovkou určující kladné oxidační číslo atomu, viz tabulka V, nebo koncovkou určující záporné oxidační číslo id. Předpona názvu obsahuje počet a název ligand. Má-li centrální atom oxidační číslo 0, nemá žádné zakončení. [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ tetraamminměďnatý kation [Ni(CN) 4 ] 2- tetrakyanonikelnatan [Fe(CO) 4 ] tetrakyrbonyl železo 4.2.2. Ligandy a) Názvy ligandů Názvy nejběžnějších ligandů jsou uvedeny v tabulce XI a XII Tabulka XI : Neutrální ligandy Vzorec Sloučenina Název H 2 O voda aqua- NH 3 amoniak ammin- O 2 molekulární dioxygen kyslík CO oxid uhelnatý karbonyl- NO oxid dusnatý nitrosyl- O atomový kyslík oxygen- Tabulka XII : Aniontové ligandy Vzorec Název aniontu Název ligandy F - Flourid flouro- Cl - Chlorid chloro- Br - Bromid bromo- I - Jodid jodo- O 2- Oxid oxo- 2- O 2 Peroxid peroxo- S 2- Sulfid thio- 2- S 2 Disulfid disulfido- HS - Hydrogensulfid merkapto- OH - Hydroxid hydroxo- CN - Kyanid kyano- OCN - Kyanatan kyanato- SCN - Thiokyanatan thiokyanato- NCO - Isothiokyanatan isothiokyanato- - NO 2 Dusitan nitro- - NO 3 Dusičnan nitrato- 2- SO 4 Síran sulfato- 2- S 2 O 3 Thiosíran thiosulfato-
2- CO 3 2- SO 3 3- PO 4 2- HPO 4 Uhličitan karbonatosiřičitan sulfito fosforečnan fosfato- Hydrogenfosforečnan hydrogenfosfato- - H 2 PO 4 Dihydrogenfosforečnan dihydrogenfosfato- CH 3 COO - Octan acetato- - NH 2 Amid amido- NH 2- Imid imidi- N 3- Nitrid nitrido- CH 3 O - methoxid methoxo- b) Pořadí ligandů ve vzorci a názvu Obsahuje.li koordinačná částice dva nebo více ligandů, uvádějí se ve vzorci i v názvu v abecedním pořadí podle začátečních písmen jejich názvů, bez přihlédnutí k jejich náboji, počtu nebo číselným předponám. Např. diamminc) Počet ligandů Koordinační číslo vyjadřující počet ligandů na centrálním atomu se vyjadřuje jednoduchou číselnou předponou stojí před názvem ligandu. např. tetraammin- (NH 3 ) 4 d) Pomlčky Ve vzorcích se používají pomlčky jen ve spojení se strukturními předponami: trans-, cis-. V názvech se pomlčky používají : - při oddělování názvů různých ligandů vázaných na tentýž centrální atom, - při oddělování strukturní předpony 4.2.3. Tvorba názvů a vzorců Název koordinační sloučeniny se většinou skládá ze dvou slov : podstatné jméno název aniontu a přídavné jméno název kationtu. Koncovka názvu určuje oxidační číslo centrálního atomu. Název kationtu i aniontu je doplněn číselnými a názvoslovnými předponami, které vystihují složení koordinační částice. Vzorce koordinačních sloučenin mohou mít tyto obecné podoby : a) [M(L) x ] B b) A [M (Ĺ) y ] c) [M(L) x ] [M (Ĺ) y ] d) [M(L) x ] a) Sloučeniny s koordinačním kationtem a jednoduchým aniontem Vzorec a). Název aniontu se vytvoří podle názvoslovných pravidel pro anionty, viz kapitola 3.5.3.2. Název kationtu- přídavného jména se vytvoří : základ názvu tvoří název centrálního prvku s koncovkou označující oxidační číslo, tabulka V. Názvoslovnou předponu tvoří název ligandu a číselná předpona vyjadřuje počet ligandů.
[Cu(NH 3 ) 4 ] Cl 2 [Ni(H 2 O) 4 ]SO 4 [Co( NH 3 ) 3 (H 2 O)Cl 2 ] Cl chlorid tetraamminměďnatý síran tetraaquanikelnatý chlorid triammin-aqua-dichlorokobaltitý b) Sloučeniny s koordinačním aniontem a jednoduchým kationtem Vzorec b). Název kationtu se vytvoří podle názvoslovných pravidel pro kationy, viz kapitola 3.5.3.1. Název aniontu podstatného jména se vytvoří : základ názvu tvoří název centrálního atomu s koncovkou označující oxidační číslo pro anionty, tabulka V. Přidají se názvoslovné předpony vyjadřující název ligandu a číselná předpona určující počet ligandů. K 4 [Fe(CN) 6 ] hexakyanoželeznatan draselný Fe[Fe(SCN) 6 ] hexathiokyanatoželezitan železitý K 2 [Cr (NH 3 )(CN) 2 (O) 2 (O 2 ] ammin-dikyano-dioxo-peroxochroman(2-) draselný c) Sloučeniny s koordinačním kationtem i aniontem Vzorec c). Název kationtu se vytvoří podle pravidla a), název aniontu podle pravidla b). [Pt (NH 3 ) 4 ] [Pt Cl 2 ] dichloroplatnatan tetraamminplatnatý d) Elektroneutrální koordinační částice s centrálním atomem s kladným oxidačním číslem Vzorec d). Název se utvoří z podstatného jména komplex a přídavného jména podle pravidel a). [CoH(CO) 4 ] hydrido-tetrakyrbonylkobaltný komplex [Co(NH 3 ) 3 Cl 3 ] triammin-trichlorokobaltitý komplex e) Elektroneutrální koordinační částice s centrálním atomem s nulovým oxidačním číslem Vzorec d). Název se tvoří podle pravidel uvedených v kapitole 4.2.1. pro centrální atomy s nulovým oxidačním číslem. [V(CO) 6 ] hexakarbonylvanad nebo hexakarbonyl vanadu [Os 3 (CO) 12 ] dodekakarbonyltriosmium nebo dodekakarbonyl triosmia Poznámka : Pro organické ligandy odvozené ze složitějších sloučenin se používají do vzorců zkratky. Např. bpy pro 2,2 - bipyridin, phen pro 1,10,fenantrolin, ac pro acetato, apod.
Vytvoření názvu ze vzorce: [Cd(NH 3 ) 4 ] (OH) 2 Struktura vzorce ukazuje na sloučeninu s koordinačním kationtem. Anion je hydroxid. Víme, že je OH -, v molekule jsou dvě skupiny OH -, tzn. že kation bude mít celkový náboj 2+. Ligandy NH 3 jsou neutrální, názvoslovná předpona ammin-, číselná tetra-, takže kadmium bude mít oxidační číslo II. Na základě této úvahy můžeme zapsat název : Hydroxid tetraamminkademnatý NH 4 [Cr(NH 3 ) 2 (SCN) 4 ] Struktura vzorce ukazuje na sloučeninu s koordinačním aniontem. Kation je jednoduchý amonný NH 4 +, z čehož vyplývá, že anion má náboj 1-. Centrální atom aniontu je chrom a musíme zjistit jeho oxidační číslo pro koncovku aniontu.ligandy jsou neutrální NH 3 a záporně nabité SCN -. Jednoduchým výpočtem zjistíme oxidační číslo chromu : -1*4 +1 = -3. Na chromu musí být oxidační číslo III, koncovka itan. S ohledem na názvy ligandů a číselné předpony lze zapsat název : Diammin-tetrathiokyanatochromitan amonný Vytvoření vzorce z názvu: Tetrahydroxohlinitan sodný Z názvu lze odvodit, že se jedná o sloučeninu s koordinačním aniontem. Centrálním atomem je hliník, koncovka itan oxidační číslo III. Tetrahydroxo- znamená, že na hliník jsou vázány 4 ligandy OH -.Jednoduchým výpočtem zjistíme celkový náboj aniontu : 3+4*(-1) = - 1. Sodný má koncovku ný pro oxidační číslo I, z čehož vyplývá, že v molekule bude jeden sodný kation. Na základě této úvahy lze zapsat vzorec. Na[Al(OH) 4 ] Síran tetranytrosylželeznatý Sloučenina s koordinačním kationtem. Jednoduchý anion je síran SO 4 2-. Z toho vyplývá náboj kationtu 2+.Ligand nitrosyl NO je neutrální a železo má oxidační číslo II. Lze zapsat vzorec : [Fe(NO) 4 ] SO 4