 |
Номенклатура оснований и гидратов
|
|
|
|
Основания называются по международной номенклатуре гидроксидами, по русской химической номенклатуре — гидроокисями.
Номенклатура оснований подчиняется в принципе тем же правилам, что и для бинарных соединений. Наименования оснований складываются из названия электроположительной составляющей и слова гидроксид. Для металлов, имеющих различные степени окисления и образующих несколько оснований, к слову гидроксид добавляют приставки моно-, ди- и т.д. или указывают степень окисления:
КОН - калий гидроксид
Мо(ОН)2 - магний гидроксид
Fe(ОН)2 - железо гидроксид, железо (II) гидроксид.
Термины «смешанные оксиды» и смешанные гидроксиды» не рекомендуются. Такие соединения нужно назвать двойными, тройными и т.д.
У оксидов и гидроксидов металлы перечисляются в алфавитном порядке, например, AlLiMn2O4(OH)4 – алюминий литий димарганец (IV) тетрагидроксид тетраоксид.
Окончание -ат теперь является принятым окончанием для анионов и его не следует использовать для молекулярных соединений. Однако одно исключение признается. В соответствии со своим окончанием гидрат теперь твердо применяется для соединений, содержащих кристаллизационную воду, и допускается для обозначения воды, связанной неопределенным образом. Названия гидратов можно образовывать из названий отдельных соединений, записывая их через дефис и указывая в конце число молекул арабскими цифрами, разделенными дробной чертой:
3CdSO4· 8H2O - кадмий сульфат-гидрат (3/8)
Na2CO3 ·10H2O - натрий карбонат-гидрат (1/10) или натрий карбонат декагидрат
Al2(SO4)3·H2SO4·24H2O-алюминий сульфат-калий сульфат-гидрат (1/1/24)
В случае, если имеются данные о структуре, возможно, например, такое обозначение: Fe(H2O)6SO4·H2O - гексаакважелезо (II) сульфат моногидрат.
|
|
|
Амфотерность гидроксидов и оксидов химическое свойство, заключающееся в образовании ими двух рядов солей, например, для гидроксида и оксида алюминия:
(а) 2Al(OH)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O;
(б) 2Al(OH)3 + Na2O = 2NaAlO2 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
Так, гидроксид и оксид алюминия в реакциях (а) проявляют свойства основных гидроксидов и оксидов, то есть реагируют с кислотными гидроксидам и оксидом, образуя соответствующую соль сульфат алюминия Al2(SO4)3. В реакциях (б) они же проявляют свойства кислотных гидроксидов и оксидов, т.е. реагируют с основными гидроксидом и оксидом, образуя соль - диоксоалюминат (III) натрия NaAlO2. В первом случае элемент алюминий проявляет свойство металла и входит в состав электроположительной составляющей (Al3+), во втором - свойство неметалла и входит в состав электроотрицательной составляющей формулы соли (AlO2).
Если указанные реакции протекают в водном растворе, то состав образующихся солей меняется, но присутствие алюминия в катионе и анионе остаётся:
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = [Al(H2O)6]2(SO4)3
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Здесь квадратными скобками выделены комплексные ионы [Al(H2O)6]3+ - катион гексаакваалюминия (III), [Al(OH)4] - тетрагидроксоалюминат(III)-ион.
Элементы, проявляющие в соединениях металлические и неметаллические свойства, называют амфотерными, к ним относятся элементы А-групп Периодической системы Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po и др., а также большинство элементов Б-групп Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au и др. Амфотерные оксиды называют так же, как и основные, например:
Таблица 2.
| BeO оксид бериллия | FeO оксид железа(II) |
| Al2O3 оксид алюминия | Fe2O3 оксид железа(III) |
| SnO оксид олова(II) | MnO2 оксид марганца(IV) |
| SnO2 диоксид олова(IV) | ZnO оксид цинка(II) |
Амфотерные гидроксиды (если степень окисления элемента превышает + II) могут находиться в орто - или (и) мета - форме. Приведем примеры амфотерных гидроксидов:
|
|
|
Таблица 3.
| Be(OH)2 | гидроксид бериллия |
| Al(OH)3 | гидроксид алюминия |
| AlO(OH) | метагидроксид алюминия |
| TiO(OH)2 | дигидроксидоксид титана |
| Fe(OH)2 | гидроксид железа(II) |
| FeO(OH) | метагидроксид железа |
Амфотерным оксидам не всегда соответствуют амфотерные гидроксиды, поскольку при попытке получения последних образуются гидратированные оксиды, например:
Таблица 4.
| SnO2 . n H2O | полигидрат оксида олова(IV) |
| Au2O3 . n H2O | полигидрат оксида золота(I) |
| Au2O3 . n H2O | полигидрат оксида золота(III) |
Если амфотерному элементу в соединениях отвечает несколько степеней окисления, то амфотерность соответствующих оксидов и гидроксидов (следовательно, и амфотерность самого элемента) будет выражена по-разному. Для низких степеней окисления у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание основных свойств, а у самого элемента металлических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав катионов. Для высоких степеней окисления, напротив, у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание кислотных свойств, а у самого элемента неметаллических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав анионов. Так, оксид и гидроксид марганца (II) проявляет основные свойства, и сам марганец входит в состав катионов типа - [Mn(H2O)6]2+. У оксида и гидроксида марганца (VII) доминируют кислотные свойства, а сам марганец входит в состав аниона типа - MnO4-. Амфотерным гидроксидам с большим преобладанием кислотных свойств приписывают формулы и названия по образцу кислотных гидроксидов, например, НMnVIIO4 - марганцовая кислота.
Таким образом, деление элементов на металлы и неметаллы условное; между элементами (Na, K, Ca, Ba и др.) с чисто металлическими и элементами (F, O, N, Cl, S, C и др.) с чисто неметаллическими свойствами существует большая группа элементов с амфотерными свойствами.
Номенклатура солей
Простые соли относятся к классу бинарных соединений, и их названия образуют из названий составных ионов. Названия солей, содержащих не полностью замещенный в кислоте водород («кислые соли»), с добавлением слова «водород». В случае необходимости перед водородом указывается числовой префикс. За водородом без пробела следует название аниона:
|
|
|
NaHCO3 - натрий водородкарбонат
LiH2PO4 - литий диводородфосфат
KHS - калий водородсульфид
В формулах двойных, тройных и других солей катионы, кроме водорода, перечисляются в алфавитном порядке. Водород называется последним среди катионов. Если необходимо отметить присутствие какого-либо конкретного гидратированного катиона, его рассматривают как комплексный ион и указывают в названии в порядке алфавита:
KMgF3 - калий магний фторид
NaTl (NO3)2 - натрий таллий (I) нитрат,
или натрий таллий динитрат
Na(UO2)3[Zn(H2O)6](C2H3O2)9 - нонаацетат гексааквацинк натрий
триуранил (VI)
Оксидные и гидроксидные («основные») соли для целей номенклатуры следует рассматривать как двойные соли, содержащие анионы О2- и НО-. Сначала указывают название металла, затем слово «оксид» или «гидроксид», а затем название кислотного остатка:
BiClO - висмут оксид хлорид
MgCl(OH) - магний гидроксид хлорид
VOSO4 - ванадий (IV) оксид сульфат
ZrCl2O · 8H2O - цирконий оксид дихлорид октагидрат.
Кислые и основные соли могут быть превращены в средние соли взаимодействием с соответствующим основным и кислотным гидроксидом, например:
Ca(HSO4)2 + Ca(OH) = 2CaSO4 + 2H2O
Ca2SO4(OH)2 + H2SO4 = 2CaSO4 + 2H2O
По Правилам IUPAC 1970 г. названия кислых солей имеют приставку "гидро-" (hydrogen-) и числовые приставки, если это необходимо; за приставкой гидро- без пробела следует название соответствующего аниона.
Соединение слова hydrogen с названием аниона в одно слово необычно для английской и американской химической номенклатуры. Обоснованием введения этого правила в английский химический язык является понимание того, что при диссоциации кислых солей образуется кислый анион, например [HCO3]-, в публикациях Chemical Abstracts слитное написание не используется. В русской номенклатуре, наоборот, термины типа гидрокарбонат широко используются.
Например, Na2HPO4 – натрия гидрофосфат;
NaH2PO4 – натрия дигидрофосфат.
Следует заметить, что такие названия кислых солей, как бикарбонат (bicarbonate) или бисульфат (bisulfate), являются устаревшими, и их применение не разрешается. Кислые анионы следует называть аналогичным способом, например, НСО3- - гидрокарбонат-ион (hydrogencarbonate ion).
|
|
|
Названия основных солей следует строить по правилам наименования солей с несколькими анионами, при этом названия оксо- для О2- и гидроксо- для ОН- перечисляются наряду с названиями других анионов.
Например, (CuOH)2CO3 - меди гидроксокарбонат;
AI(OH)2 NO3 – алюминия дигидроксонитрат.
Основные соли диссоциируют на катион, содержащий гидроксогруппу и анион кислотного остатка:
(CuOH)2CO3 <→ 2CuOH+ + CO3 2-
гидроксомеди - катион
AI(OH)2 NO3 < ----- > AI(OH)2- + NO3-
дигидроксоалюминия - катион
С точки зрения электролитической диссоциации основным солям дают названия
(CuOH)2CO3 - гидроксомеди карбонат;
AI(OH)2 NO3 – дигидроксоалюминия нитрат.
В английских названиях не следует соединять названия анионов, например, нельзя писать hydroxichloride, но следует писать chloride hydroxyde (в русском языке названия отделяются дефисом).
По правилам IUPAC, различают оксосоли, содержащие О2-, и гидроксосоли, содержащие ОН-, например: MgCl(OH)-гидроксид-хлорид магния (magnesium chloride hydroxide), BiClO-оксид-хлорид висмута (bismuth chloride oxide).
|
|
|
