Как найти название вещества в химии

Была ли эта статья полезной?

Свод правил, как надо называть то или иное химическое соединение, называется химической номенклатурой. Первоначально названия химических веществ появлялись без каких-либо правил и систематики — такие названия сейчас называются «тривиальными». Многие названия, которые употребляются уже сотни, а иногда и тысячи лет (например, уксусная кислота), в ходу и сейчас.

Какая номенклатура лучше

С тех пор как химия стала наукой, предпринимались неоднократные попытки систематизировать химические названия. На данный момент существует множество химических номенклатур, популярных в большей или меньшей степени. Наиболее распространенной являются «Рациональная номенклатура» для неорганических соединений и «Правила номенклатуры органических соединений IUPAC 1957». Тем не менее, абсолютно универсальной системы названий нет, разные организации, научные издания и даже страны отдают предпочтение той или иной номенклатуре, поэтому практически любая номенклатура содержит таблицы синонимов. Например, воду можно называть дигидрогена монооксид или H2O, а серную кислоту — тетраоксосульфат диводорода или H2SO4. В таблице Менделеева у каждого элемента есть два названия, к примеру, русское и международное обозначение: олово и Sn (Stannum), серебро и Ag (Argentum).

В России употребляются разные номенклатуры. Роспатент рекомендует использовать Chemical Abstracts, в ГОСТе используются правила ИЮПАК (Международный союз теоретической и прикладной химии). При этом считается разумным для давно известных веществ использовать устоявшиеся тривиальные названия: сода, вода, лимонная кислота, а вот для новых веществ, особенно органических, сложного состава, лучше использовать систематические названия, в которых отражено строение соединения.

Систематика для неорганических веществ

Названия неорганических соединений основываются на русских названиях элементов или использовании корней традиционных латинских названий: нитрид от Nitrogenium, дикислород, бромид, оксид от Oxygenium, сульфид от sulfur, карбонат от Carboneum и т.п. Для указания числа атомов в соединении используются приставки, например, моно- (один), ди- (два), тетра- (четыре), дека- (десять), додека- (двенадцать). Для неопределенного числа пишут п- (поли-).

Названия химического вещества отражает его химическую формулу, состоящую из реальных или условных ионов. Названия читаются справа налево. Число ионов указывается с помощью приставки либо степенью окисления римской цифрой в скобках:
SnO2 — диоксид олова, оксид олова (IV);
SnO — монооксид олова, оксид олова (II).

Для известных веществ используются устоявшиеся названия: вода, аммиак, сероводород, озон, кислород, фтороводород и т. д.

Названия кислот и щелочей

Названия кислот состоят из названия образующего вещества и слова «кислота»: угольная кислота, азотная кислота, соляная кислота. Для менее известных кислот используются правила построения названия для комплексных соединений. Например, борофтористоводородная кислота HBF4 еще называется тетрафтороборная кислота.

Названия щелочей состоят из названия металла и слова «гидроксид (гидроокись)»: гидроксид натрия, гидроокись кальция.

Названия солей

Составляются из названия кислотного остатка и металла. Главным является кислотный остаток. Для кислородосодержащих солей используется суффикс «-ат/-ит», для не содержащих кислород — «-ид». Например, NaBr — бромид натрия, K2CO3 — карбонат калия.
Для кислородосодержащих солей используются различные суффиксы и приставки, показывающие степень окисления кислотного остатка.
За основу взят суффикс «-ат»,
при понижении степени окисления, используется сначала суффикс «-ит», потом, в дополнение к суффиксу «-ит», приставка «гипо-».
Для более высокой степени окисления суффикс «-ат» дополняется приставкой «пер-». Например,
NaClO4 — перхлорат натрия,
NaClO3 — хлорат натрия,
NaClO2 — хлорит натрия,
NaClO — гипохлорит натрия.

Для кислых, оснóвных солей, кристаллогидратов и некоторых других групп существуют свои групповые названия и правила образования. Например, для кристаллогидратов используют слово «гидрат» перед названием соли. Квасцы — это общее название класса двойных сульфатов, например, KAl(SO4)2*12H2O — алюмокалиевые квасцы.

Для органических веществ используются номенклатурные правила, отражающие строение этих соединений. Мы рассмотрим их в наших следующих статьях.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 июня 2022 года; проверки требуют 78 правок.

Хими́ческая номенклату́ра — совокупность химических терминов и названий индивидуальных химических веществ, их групп и классов, а также правила составления этих названий.^[1]

История[править | править код]

Система наименований химических соединений длительное время развивалась хаотично, наименования давались в основном первооткрывателями каких-либо соединений. Многие вещества известны настолько давно, что происхождение их наименований носит легендарный характер. Исторически сложившиеся «собственные имена» выделяют как тривиальные названия. Они не вытекают из каких-либо единых систематических принципов, не выражают строения соединения и чрезвычайно разнообразны. Например: рудничный газ, винный спирт, ванилин, сода.

Создание систематической номенклатуры[править | править код]

Химическая номенклатура, как система единых принципов для создания общепринятой терминологии и названий веществ (систематическая номенклатура), берет свое начало с работы Гитон де Морво, который в 1782 г предложил в противовес спорадическому присвоению названий химических веществ подход, согласно которому простейшим химическим веществам следует присвоить простые химические названия, из которых далее возможно составляться названия соединений более сложного состава.^[2][3] Гитон де Морво опубликовал первую таблицу химической номенклатуры (Tableau de Nomenclature Chimique), включавшую шесть минеральных кислот, шесть кислот растительного и четыре животного происхождения, а также три щелочи и предложил на их основе метод наименования около пятиста соединений.^[4] В 1787 г шесть французских химиков — Гитон де Морво, Лавуазье, Бертолле, Фуркруа, Хассенфратц и Аде, — опубликовали первую общепринятую систематическую химичекую номенклатуру (Méthode de nomenclature chimique), получившую далее известноть как номенклатура Лавуазье.^[5][6] Наряду с правилами наименования веществ, в ней было предложено использовать комбинацию букв и геометрических фигур в качестве символов для обозначения химических веществ и отдельных групп (например, квадрат с буквой F обозначал железо, а круг с буквой F обозначал фторид-ион),^{[7]−347[3]−245} что явилось прообразом химических формул.

1801 году В. М. Севергин принимает новую химическую номенклатуру Лавуазье, переводит и вводит русскоязычные химические термины^[8]. Например, он впервые назвал: «кислотворное вещество» (кратко «кислотвор», совр. кислород), водотворное — водород, удушливое — (азот), угольное — углерод. Оксиды металлов назвал — «земли». Дал химическое обозначение солям. В дальнейшем он переводил^[9] и составлял химические словари^[10], что способствовало закреплению его химической номенклатуры. Развернутое описание химической номенклатуры на русском языке было дано Г. Гессом в 1831 году.^[11]

В 1803—1810 годах Дальтон предложил альтернативный номенклатуре Лавуазье подход для краткой записи химических соединений, в котором элементы отображались в виде кругов, символизировавшие атомы, с особыми символами или буквами для каждого химического элемента. Достоинством такого подхода являлась возможность изображать структуры молекул в виде комбинации атомов, что явилось прототипом современных структурных формул. Основной недостаток, как и для символических обозначений в номенклатуре Лавуазье, состоял в трудности использования таких обозначений в печатных изданиях.^{[12][3]−256}

В 1813—1814 годах Берцелиус ввел термин формула для используемого и в настоящее время способа краткой записи соединений, в которой буквенными символами и числами отражается их элементный состав. Каждому химическому элементу соответствовало буквенное обозначение (символ), которое являлось сокращением от его названия на латинском языке и состояло из заглавной буквы или комбинации заглавной и строчной букв латинского алфавита. Формулы Берцелиуса состояли из символов элементов и числовых индексов, отражающих соотношение элементов в соединении.^{[13]−359[7]−348} Берцелиус таже предложил использовать предложенные им формулы химических веществ при записи уравнений химических реакций.^[14]−52 Основная критика формул Берцелиуса, в частности, со стороны Дальтона, состояла в невозможности их использования для отражения последовательности соединения атомов в молекулах.^[15] К середине XIX века сформировалась традиция ставить в соответствие названию химического соединения его буквенно-числовую формулу. Созданная Берцелиусом электрохимическая теория, согласно которой соединения образуются в результате взаимодействия «электроположительных» и «электроотрицательных» элементов, стала прочной основой для выработавшей к этому времени номенклатуры неорганических соединений и предшественником бинарной номенклатуры, используемой в настоящее время в неорганической химии.

Этапы развития систематической номенклатуры органических веществ[править | править код]

В конце XVII-начале XIX века химикам удалось выделить из растений и животных большую группу соединений, названных органическими веществами. Однако их ограниченный элементный состав (углерод, водород, а также кислород и, реже, азот и фосфор), отсутствие данных о структуре молекул, а также трудности в установлении количественного состава органических соединений не позволяли использовать для конструирования их названий систематические подходы, достаточно успешно применяемые в то время для неорганических веществ. Поэтому до середины XIX века для органических веществ использовались лишь тривиальные названия по источнику их происхождения (муравьиная, винная, лимонная кислоты), первооткрывателю (кетон Михлера, основание Трёгера), а также являющиеся сокращениями слов и других названий (альдегид — Alcohol dehydrohenatus или ацеталь — продукт реакции ацетона и спирта (alcohol)).

Систематическая номенклатура органических соединений в полной мере возникла после разработки научных основ органической химии, сформированной в 1861 году Бутлеровым в виде теории строения молекул органических веществ, согласно которой идентичность органических соединений определяется не только элементным составом молекул, но и порядком соединения в них атомов и их пространственным расположением.

Можно выделить четыре основных этапа развития систематической номенклатуры:

• Рациональная (радикально-функциональная) номенклатура создана в середине XIX века под влиянием теории радикалов Берцелиуса и более поздней теории типов Дюма и Лорана. Следствием теории типов и последующего открытия гомологии и изомерии стала возможность объединять вещества с близкими свойствами в одну группу (спирты, кетоны, карбоновые кислоты), используя при их наименовании название самого простого представителя (метан, фенол, нафталин, муравьиная кислота и др) в качестве основы, к которой в качестве приставок добавлялись названия радикалов, замещавшие водород; так, этан в рациональной номенклатуре имел название метилметан. Использовали и другие основы названий, не связанные с конкретными соединениями (кетон, карбинол), например, диметилкетон для ацетона, метилэтилкарбинол для бутан-2-ола.^[3]−299 Последние значимые уточнения в рациональную номенклатуру вносились в 1879 году Лондоским Химическим обществом.^[16]−276 В настоящее время рациональная номенклатура широкого распространения не имеет, но отдельные ее положения нашли отражение в современной заместительной номенклатуре.
• Женевская номенклатура.^[17] 19—22 апреля 1892 на Женевском конгрессе^[18][19] Международной комиссии для реформы химической номенклатуры были приняты правила номенклатуры, называемой Женевской. Это были первые научно обоснованные и хорошо систематизированные правила для органических веществ, основанные на данных о структуре и составе соединений. Появляется термин «систематическая номенклатура», в которой каждому названию может быть сопоставлена соответствующая структурная формула соединения. В основу легли принципы заместительной номенклатуры, в которой молекулы соединений рассматриваются как продукты замещения атомов водорода в молекулах углеводородов на различные другие атомы, заместители или функциональные группы, при этом, основу названий стали составлять названия соответствующих углеводородов. Например, диметилэтилметан получил название 2-метилбутан. Появились первые правила выбора главной углеродной цепи и боковых цепей при построении названий, обозначение и нумерация кратных связей. Названия многих функциональных групп стали отражаться в суффиксе (пропанон для ацетона, этановая кислота для уксусной кислоты), при этом понятие главной функциональной группы при выборе основной цепи ещё отсутствует (например, для бензилового спирта использовалось название бензол-этилол). Женевская номенклатура составила основу номенклатурных правил органической химии разрабатываемых далее при участии ИЮПАК.
• Льежская номенклатура.^[20][21] В 1930 ИЮПАК по результатам конференции в Льеже принял новые правила наименования органических соединений, которые были близки к Женевской номенклатуре, но уточняли ряд ее положений, в частности,
  • химическая номенклатура фокусировалась на соединениях известного строения;
  • точная форма терминов, окончаний и др. составляющих названий должна была быть приведена в соответствие с особенностями каждого национального языка;
  • введено понятие главной функциональной группы в соединении, с которой должна быть обязательно соединена главная углеродная цепь молекулы, функциональные группы ранжированы по старшинству для возможности выбора одной главной группы;
  • рассмотрение названний белков, витаминов и гормонов переведено в биохимическую номенклатру.^[⇨]
• Последующие версии номенклатуры ИЮПАК. Разнообразие номенклатурных систем для новых органических соединений и возникающие из-за этого сложности в научной и практической деятельности привели к тому, что в 1947 году на совещании ИЮПАК в Лондоне было принято решение о выработке новых международных правил номенклатуры, которые были созданы в 1957 году и опубликованы под названием Правила номенклатуры органических соединений IUPAC 1957^[22]. Впоследствии они составили регулярно обновляемый свод номенклатурных правил ИЮПАК по органической химии, известный как Синяя книга^[23][24].

Совершенствование номенклатуры неорганических и координационных соединений[править | править код]

Существенным дополнением к бинарной номенклатуре неорганических соединений, созданной при участии Лавуазье и Берцелиуса, стала аддитивная номенклатура, предложенная Вернером для координационных соединений.^[25][26] В аддитивной номенклатуре названия лигандов следовали за названием центрального атома, к которому добавлялось окончание -ат, если комплексная часть координационного соединения была анионом. Вернер тажке предложил использовать мультипликативные приставки (ди-, три- итд) для указания количества лиандов. Например, тетрацианоникелат(0) калия для K₄[Ni(CN)₄] или хлорид трис(этилендиамин)кобальта (III) для [Co(NH₂CH₂CH₂NH₂)₃]Cl₃.

Дальнейшая работа по совершенствованию номенклатуры неорганических соединений проводилось под эгидой ИЮПАК, в частности, в 1940 году вышли первые общепринятые Правила наименования неорганических веществ, которые регламентировали построения названий бинарных соединений и веществ, составленных из более двух элементов, номенклатуру кислородсодержащих кислот и их анионов (в том числе мета-, пиро- и поликислот), солей и их кристаллогидратов, координационных соединений.^[27] Последующие редации этого документа составили свод номенклатурных правил ИЮПАК по неорганической химии, называемый Красная книга^[28].

Создание номенклатуры полимеров[править | править код]

Впервые упорядоченные номенклатурные правила в области химии полимеров (высокомолекулярных соединений) были разработаны ИЮПАК в 1952 году.^[29][30] Наряду с общей терминологией и принципами наименования полимерных молекул они включали определения понятий молекулярной массы полимеров, осмотического давления и вязкости их растворов, номенклатуру полисахаридов, определения основных типов реакций полимеризации и их кинетических аспектов. Первые систематические названия линейных органических полимеров, не получившие впоследствие широкого распространения, состояли из приставки поли-, названия простейшего структурно-повторяющегося фрагмента и суффикса -амер (например, полиметамер для полиэтилена). Далее эта номенклатура была дополнена описанием пространственной структуры для случая регулярных полимеров.^[31]

В 1975 году^[32] номенклатура была существенно пересмотрена и стали допустимыми два подхода для наименования полимеров на основе:

• названий синтетического предшественника — исходного мономера или его условного аналога (например, полиэтилен),
• названий структурно повторяющегося фрагмента (поли(метилен)),

причём, в обоих случаях для названий основы использовалась заместительная номенклатура ИЮПАК для органической химии^[⇨]. Эти походы используются в современной номенклатуре высокомолекулярных соединений,^[33] составляющей Фиолетовую книгу ИЮПАК^[34], в которой также классифицированы структурные типы полимеров и приведены способы построения их структурных формул и перечень общеупотребимых аббревиатур.

Создание биохимической номенклатуры[править | править код]

В период с 1921 до 1954 года разработкой номенклатуры в области биологической химии занималась отдельная комиссия ИЮПАК. За это время в сотрудничестве с комиссией ИЮПАК по номенклатуре органической химии ею были созданы единые правила для наименования углеводов, аминокислот и пептидов, жиров, ферментов, каротеноидов и витаминов.^[35] Выделение биохимии в отдельную от химии и родственную молекулярной биологии область науки привело к созданию в 1955 году самостоятельного Международного союза биохимии (International Union of Biochemistry, IUB), позднее ставшего Международным союзом биохимии и молекулярной биологии (International Union of Biochemistry and Molecular Biology, IUBMB), который создал собственную комиссию по номенклатуре.^[36][37][38] С этого времени ИЮПАК и IUB(MB) ведут совместную работу по совершенствованию биохимической номенклатуры в рамках объединенной комиссии (до 1977 года — Commission of Biochemical Nomenclature, CNB, далее — Joint Commission on Biochemical Nomenclature, JCNB), при этом вопросы номенклатуры, не затрагивающие напрямую интересы химиков, рассматриваются отдельной номенклатурной комиссией IUBMB (Nomenclature Committee of IUBMB, NC-IUBMB).^{[38][39][40]−159} В 1992 году ИЮПАК и IUBMB выпустили актуальный в то время сборник статей по биохимической номенклатуре, названный Белая книга.^[41] Номенклатурные правила по биохимии традиционно выпускаются в виде отдельных статей для каждого класса природных соединений и публикуются в изданиях ИЮПАК^[42] и IUBMB^[43], а также размещаются на сайте JCNB.

Изначально предполагалось, что для наименования веществ биологического происхождения известного состава и строения будет применяться заместительная номенклатура органических веществ, однако, для биохимического сообщества более приемлемым оказался подход, основанный на принципах рациональной номенклатуры^[⇨] с использованием большого количества тривиальных основ (например, гидрокси-4-L-пролин, деоксирибоза), а для природных соединений более сложного строения (например, ферменты) структурный подход оказался полностью неприменим. Далее основным принципом биохимической номенклатуры стало создании не систематических, а скорее согласованных (coherent) названий и последовательных подходов к их построению,^[35]−86 при этом названия биохимических молекул выстраиваются на основе одного или более критериев, приведенных ниже:^[40]−160

• источник для выделения (организм, органелла);
• функции в живых организмах;
• структурные особенности;
• в виде производного от другого родственного соединения, названного по вышеуказанным критериям;
• порядковые или каталожные номера.

Современное состояние[править | править код]

Номенклатура  ИЮПАК — действующий мировой стандарт[править | править код]

Наличие устоявшейся общепризнанной на мировом уровне и активно используемой  химической номенклатуры является результатом активной и скрупулезной работы ИЮПАК в течение всей столетней истории^[44] существования этого химического общества, сумевшего консолидировать усилия химиков всего мира для выработки единых принципов^[45] наименования химических веществ и химической терминологии. На сегодняшний день именно  номенклатура ИЮПАК является стандартным средством коммуникации в большинстве научных и промышленных  областей химии.

Современная химическая номенклатура ИЮПАК содержит сведения по трем основным направлениям:

• Химическая терминология и единицы измерения;^{[34][46][47][48][49]}
• Правила наименования химических веществ и химических элементов,^{[24][28][34][41]} универсальные идентификаторы для химических веществ (InChI)^[50][51];
• Методологические основы теоретической и экспериментальной химии для различных ее областей (аналитическая химия,^[48] физическая химия,^[47] клиническая биохимия^[49]).

Совершенствуя химическую номенклатуру по междисциплинарным областям химии, ИЮПАК тесно взаимодействует с другими мировыми научными организациями, например, Международным союзом биохимии и молекулярной биологии в случае биохимической номенклатуры^[52] или Международной федерацией клинической химии и лабораторной медицины для развития  раздела химической номенклатуры для применения в клинической биохимии^[53].

Успешность создания химической  номенклатуры, общепринятой в мировом масштабе, зачастую, определяется возможностью нахождения компромиссов в случае неоднозначных вопросов. В номенклатуре ИЮПАК яркими примерами таких компромиссных решений являются:

• Отказ  от доминирующей роли английского языка – применение номенклатуры вне англоговорящих стран учитывает нормы и правила национальных языков, что создает определённые трудности в переводе названий и терминов с одного языка на другой, но позволяет делать их лексически и фонетически более гармоничными.
• Соглашение о возможности использования устойчивых  тривиальных (не  относящихся к систематической или полусистематической номенклатуре) названий для ряда широко известных веществ.
• Решение ИЮПАК о названиях ряда тяжелых трансурановых химических элементов в 2016 году с учетом приоритетов различных стран в их синтезе.^[54]

Тривиальные названия соединений[править | править код]

Тривиальные названия — названия, исторически закрепившиеся за какими-либо соединениями, и не соответствующие никакой номенклатуре.

• Тривиальные названия неорганических соединений
• Тривиальные названия органических соединений

См. также[править | править код]

• Научная номенклатура
• Систематическое название элемента

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

• Химическая энциклопедия : [рус.] : в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3, Номенклатура химическая. — С. 290–293. — 639 с. — ISBN 5-85270-039-8.
• Справочник химика : [рус.] : в 7 т. / гл. ред. Б.П. Никольский. — Л. : Химия, 1968. — Т. 7 : Дополнительный том: Номенклатура органических соединений. Техника безопасности. Сводный предметный указатель.. — 508 с. — 50 000 экз.

Названия химических соединений

Химическое соединение — это молекула, в составе которой находится более одного элемента. Оно образуется в том случае, когда элементы соединяются друг с другом при помощи особой прочной связи. Такое соединение является новым веществом.

По какому принципу химические соединения получают свои названия? Происходит это в соответствии с определенными правилами, принятыми и понятными во всем мире. Название вещества состоит из наименований всех элементов этого соединения и указания на строение молекулы.

Основной принцип присвоения названий

Если в состав вещества входит только один элемент, то наименование в большинстве случаев совпадает с названием соответствующего элемента. Например: Fe — железо, Na — натрий, Si — кремний.

А сейчас давай разберемся, как называют молекулы, в состав которых входят два элемента. Название такого вещества состоит из двух слов.

Одно из них — это название того элемента, который стоит в формуле первым. Для того чтобы получить второе слово, мы используем название второго элемента, но добавляем к нему суффикс «-ид».

Например: CI — хлор — хлорид, Br — бром — бромид.

Если в молекуле больше одного атома какого-либо элемента, то химики используют так называемые числовые приставки, которые указывают количество атомов в молекуле.

Например: ССI₄ — тетрахлорид углерода, РСI₃ — трихлорид фосфора, СO₂ — диоксид углерода.

Как определяется порядок элементов в формуле?

Если в вещество входят два элемента, какой из них должен стоять на первом месте?

Когда в состав химического соединения входят металл и неметалл, то металл ставится на первое место.

Если же соединение состоит из двух неметаллов, то первым в формуле становится элемент, который находится в таблице периодических элементов Менделеева левее. Например:

1. Если в химическом соединении содержатся железо и фтор, то в формуле железо (металл) нужно поставить на первое место.
2. Если в составе соединения есть углерод и кислород, т.е. два неметалла, то на первое место необходимо поставить углерод, так как в периодической таблице Менделеева он расположен левее кислорода.

Поделиться ссылкой