Базы данных
База данных понятий
Содержание
Для построения названий большинства неорганических соединений долгое время использовали суффиксы и окончания -ный, -(н)истый, -ий, -ид, -ит и -ат (английские: -ic, -ous, -ium, -ide, -ite, -ate). По мере развития химии их стало недостаточно и для построения названий были введены приставки пиро-, гипо-, мета-, орто-, пер- и суб- (английские: руго-, hypo-, meta-, -ortho-, per- и sub-), а также суффиксы -онов-, -ил и -озил (английские: -oxylic, -yl, -osyl).
В использовании этих определяющих частиц не было единообразия и строгости, в результате чего возникали недоразумения и путаница, особенно когда в результате исследования строения соединений обнаруживались расхождения там, где предполагались аналогии. Во многих случаях на помощь приходил способ Штока, а применительно к номенклатуре комплексных соединений неоценимой оказывалась номенклатура Вернера.
Было сделано четыре попытки выработать общую систему наименований неорганических соединений. В 1940 г. Комиссия по номенклатуре неорганической химии Международного союза химиков (с 1949 г IUPAC) опубликовала сборник правил по номенклатуре. Послевоенный, пересмотренный вариант был издан в 1953 г. под названием "Предварительные правила". Результатом дальнейшей разработки этого варианта явился сборник "Принятые правила", одобренный на Парижской конференции в 1957 г. В 1965 г. IUPAC опубликовал некоторые поправки. Наконец, в 1971 г. IUPAC рекомендовал новый сборник - "Принятые правила", в который были включены пересмотренные и упорядоченные предыдущие варианты химической номенклатуры и добавления к ним, даны формулировки принципиальных положений и правил и приведены примеры названий широкого круга веществ. Основное внимание здесь уделено использованию широко известной номенклатуры бинарных соединений с суффиксом -ид (-ide), даны рекомендации по использованию способов Штока и Эванса - Бассетта, а также по применению системы Вернера для построения названий не только комплексных, но и большей части простых неорганических соединений.
Номенклатурная комиссия уверена, что со временем из номенклатуры будут изъяты все исключения, однако в настоящее время для воды, аммиака и распространенных кислот в правилах оставлены их названия, для остальных соединений рекомендуются легко распознаваемые систематические названия такие как тетрахлороаурат(III) калия для К[АuСl4], дифторо-дигидроксоборат(Ш) водорода для H[B(OH)2F2] тетрафторооксохромат(V) калия для K[CrOF4]. Правила также допускают традиционные названия солей, например, сульфат натрия Na2SO4, систематическое название которого тетраоксосульфат динатрия.
Главным достоинством настоящих правил является возможность достижения с помощью их международной унификации и однозначности названий для всех типов соединений, включая многие сложные металлоорганические соединения. К сожалению, в Правилах оставлено слишком много альтернативных названий.
Общие правила
Стехиометрические отношения в формулах соединений должны выражатся простыми целыми числами. Молекулярные формулы используются только тогда, когда речь идет о молекулах вещества, степень ассоциации которых принимается независящей от температуры. Если же степень ассоциации зависит от температуры, то в общем случае следует пользоваться простейшей (эмпирической) формулой. Ионные кристаллические вещества также изображаются эмпирическими формулами, например, РСl3 - трихлорид фосфора, S2Cl2 - дихлорид дисеры, КСl - хлорид калия. Диоксид азота NO2 содержит также N2O4, в общем случае используют формулу NO2 и название диоксид азота, если же речь идет о димере, то его изображают формулой N2O4 и называют тетраоксид диазота.
В формулах химических соединений на первое место всегда ставится электроположительная составляющая, например, PСl3, НСl. В порядке исключения пишут NH3 и N2H4. Аналогично изображают и более сложные соединения, например, РВrCl2 и РСl3О; для последнего соединения можно записать формулу (РО)Сl3, если группа (РО) рассматривается в качеств радикала.
Названия соединений, как правило, состоят из двух слов: названий электроположительной и электроотрицательной части.
В английской литературе порядок перечисления частей следует порядку их перечисления в формуле, например, КСl - potassium chloride (в руссом языке - наоборот). В одно слово пишутся названия комплексных соединений без внешней сферы, например, [Ni(CO)4] - тетракарбонилникель, традиционные названия некоторых распространенных веществ (особенно растворителей), например, NH3 - аммиак, названия многих водородных соединений, например, SiH4 - силан; в русской литературе в также пишутся названия интерметаллических соединений, например, AuCu3 - тримедь-золото. При составлении названий не делается различий между ионными и ковалентными веществами.
Количественные отношения между составляющими в названиях обозначаются числовыми приставками. Приставка моно- (1) обычно опускается; числовые приставки выше 12 изображаются в названиях цифрами. Умножающие числовые приставки (такие, как бис-, трис-, тетракис-) используются только тогда, когда в названии уже есть числовая приставка, а также когда можно неоднозначно понять написание названия. Приставки могут отделяться от основы названия скобками. Конечные гласные приставок никогда не опускаются, например, пентаоксид, а не пентоксид.
Химические элементы. Простые вещества
Символы химических элементов согласно Правилам IUPAC приведены в Периодической системе. Они состоят из первой и какой-либо последующей буквы их латинских названий; некоторые элементы обозначаются только одной первой буквой латинского названия. Русские названия элементов не всегда совпадают с латинскими.
Следует сделать несколько замечаний. Для составления производных терминов используются корни латинских названий элементов, например, купр- (cupr-) для меди (купрат, cuprate), ферр- (ferr-) для железа (феррат, ferrate) и т. д. В литературе на английском языке соединения сурьмы продолжают называть antimonate, antimonide (в русской литературе термины антимонат, антимонид являются устаревшими); правила IUPAC рекомендуют производить названия соединений сурьмы от корня ее латинского названия стиб- (stib-), например, стибат (stibate). Названия некоторых соединений азота являются производными от названия этого элемента, например, азид (azide). Правила IUPAC рекомендуют использование названий вольфрамат (wolframate) и никколат (niccolate) для соединений вольфрама и никеля, хотя журнал Chemical Abstracts применяет устаревшие названия tungstate и nickelate соответственно. Запись названия элемента сера на английском языке - sulfur (написание sulphur не рекомендуется). В американской литературе продолжается использование записи названий элементов цезий и алюминий как cesium и aluminum (вместо общепринятых caesium и aluminium). По правилам IUPAC, названия всех элементов, которые последуют за элементом 105, рекомендуется оканчивать на -ий (-ium). В недавней публикации ИЮПАК [1977 г] для этой же цели предложено использовать соответствующие порядковые числительные; при такой системе элемент 106 получил бы название уннилгексий (unnilhexium), а элемент 113 - название унунтрий (ununtrium).
Утверждены некоторые групповые названия элементов. Так, элементы Не, Ne, Ar, Кг, Хе, Rn принято называть благородные газы; элементы F, Cl, Br, I, At - галогены; элементы О, S, Se, Те, Ро - халькогены; элементы Li, Na, К, Rb, Cs, Fr - щелочные элементы; элементы Са, Sr, Ва, Ra - щелочноземельные элементы; элементы с порядковыми номерами 57-71 (от La до Lu включительно) - лантаноиды (до 1965 г. - лантаниды) и элементы 89-103 (от Ас до Lr включительно) - актиноиды (до 1965 г. - актиниды). Элементы, у атомов которых заполняется d-подуровень, называются d-элементами (переходными элементами). Аналогично применяют названия s-элементы, р-элементы, f-элементы. Все элементы принято условно разделять на металлы и неметаллы (термин металлоиды запрещен).
Для изотопов водорода 1Н, 2Н и 3Н сохраняются названия протий, дейтерий и тритий; последние два названия в качестве приставок записываются как дейтерио- (а не дейтеро-) и тритио-. Изотопы других элементов следует обозначать с помощью массового числа при символе или после названия элемента, например, 18О - кислород-18.
Цифровые индексы при символах элементов означают: левый верхний - массовое число; левый нижний - порядковый номер; правый верхний - заряд иона (степень окисления элемента); правый нижний - число атомов. Например, Са2+ обозначает двухзарядный катион кальция (с природным изотопным составом), 15N - это нейтральный атом азота-15; 40К+ - однозарядный катион калия-40. Указание массового числа в виде правого верхнего индекса (например, К40) долго практиковалось физиками, а многие ученые придерживаются этого и сейчас, однако в химической литературе рекомендуется приведенное выше правило.
Радиоактивность можно обозначать звездочкой слева сверху от символа элемента, например, *К, при необходимости (довольно редкой) можно указать одновременно радиоактивность и массовое число атома, например, 40*K.
Для указания заряда иона сначала пишется число, а затем знак заряда (а не наоборот).
Для аллотропных форм элементов в свободном виде рекомендуется следующая система номенклатуры: H1 - моноводород, O2 - дикислород, P4 - тетрафосфор и т.д. Хотя по правилам ИЮПАК O3 требуется обозначать как трикислород, вряд ли это название может исключить традиционное название озон.
Аллотропные формы с циклическим и цепным строением обозначаются приставками цикло- и катена-, например, цикло-октасера и катена-полисера. Приставка цикло- обязательно пишется курсивом (в отличие от написания, принятого для номенклатуры органических соединений, где это не обязательно).
Бинарные соединения
Соединения, состоящие из атомов двух элементов, вне зависимости от числа атомов каждого из них называются бинарными. Например, бинарными соединениями являются N2O, NO, NO2, P2O5 и т.д.
В формулах бинарных соединений двух неметаллов на первом месте ставится символ того неметаллического элемента, который стоит ближе к началу следующей последовательности (основанной на электроотрицательности): Rn, Хе, Кr, В, Si, С, As, Р, Н, Те, Se, S, At, I, Br, Cl, N, O, F. Например, CCl4, NO, Cl2O, OF2. В формулах металлы всегда предшествуют неметаллам.
Название бинарных соединений состоит из двух слов. В русском языке первое соответствует анионам, а второе - катионам (в английском языке - наоборот). Названия одноименных составляющих пишутся через дефис. При построении полного названия бинарного соединения название его электроположительной части оставляют без изменений; в некоторых случаях к нему добавляют указание на заряд или на степень окисления. Название электроотрицательной части соединения должно содержать суффикс "-ид" (-ide), который добавляется к корню соответствующего названия элемента. Примеры: углерод (карб-) - карбид (carbide), хлор - хлорид (chloride), висмут - висмутид (bismuthide), ртуть - меркурид (mercuride), водород - гидрид (hydride), азот - нитрид (nitride), фосфор - фосфид (phosphide), цинк - цинкид (zincide).
Аналогично образуются названия халькогенид (chalcogenide) и галогенид (halogenide), в литературе часто встречается также термин галид (halide, в русской литературе не рекомендуется) вместо галогенид.
Примеры названий (построенных по правилам IUPAC) для отдельных бинарных соединений и их групп: хлорид натрия (sodium chloride), сульфид кальция (calcium sulfide), нитрид лития (lithium nitride), селенид мышьяка (arsenic selenide), фосфиды кальция (calcium phosphides), арсениды никеля (nickel arsenides), бориды алюминия (aluminum borides), карбиды железа (iron carbides), гидриды бора (boron hydrides), гидриды фосфора (phosphorus hydrides), хлорид водорода (hydrogen chloride), карбид кремния (silicon carbide), дисульфид углерода (carbon disulfide), гексафторид серы (sulfur hexafluoride), диоксид хлора (chlorine dioxide), дифторид кислорода (oxygen difluoride), диоксид серы (sulfur dioxide), триоксид серы (sulfur trioxide), монооксид углерода (carbon monooxide), диоксид углерода (carbon dioxide), оксид диазота (dinitrogen oxide), монооксид азота (nitrogen monooxide), пентаоксид диазота (dinitrogen pentaoxide).
Для водородных соединений галогенов разрешено использовать следующие названия: фтороводород, хлороводород, бромоводород и иодоводород. Названия типа хлороводородная кислота относятся к водным растворам галогеноводородов.
Для HN3 применяют название азидоводород, а для его водного раствора - азидоводородная кислота (hydrogen azide, hydrazoic acid). Аналогично строят названия пероксидов, электроотрицательная часть которых представлена группой О22-; их не следует путать с обычными оксидами, содержащими два иона О2-, например, Na2O2 - пероксид натрия (sodium peroxide), но РbО2 - диоксид свинца (lead dioxide).
Название бинарных гидридов можно строить по обычным правилам, например, гидрид натрия (sodium hydride), тетрагидрид олова (tin tetrahydride). Для многих гидридов используют более простые названия, добавляя к названию элемента суффикс "-ан", например, ВН3 - боран (borane), SnH4 - станнан (stannane). Если число неводородных атомов в молекуле превышает единицу, его указывают числовой приставкой, например, В2Н6 - диборан, Si3H8 - трисилан и H2S5 - пентасульфан. Однако из этого правила имеется несколько возникших давно исключений, а именно: Н2О - вода, NH3 - аммиак, N2H4 - гидразин, РН3 - фосфин, AsH3 - арсин, SbН3 - стибин, BiH3 - висмутин. Для халькогеноводородов используют следующие названия: H2S - сероводород (моносульфан), H2S2 - дисульфан, H2Se - селеноводород (моноселан), H2Se2 - диселан, Н2Те - теллуроводород (монотеллан), Н2Те2 - дителлан.
Бораны обычно называют, указывая число атомов бора с помощью греческого числового префикса и число атомов водорода с помощью арабских цифр в скобках, например, B5H9 - пентаборан(9), B5H11 - пентаборан(11). Названия анионов оканчиваются на "-ат", при этом указывается число атомов водорода и бора и заряд, например, B5H8- - октагидропентаборат(1-). Дополнительная информация о строении дается выделенными курсивом обозначениями перед названием, например, B10H14 - нидо-декаборан(14), B10H142- - тетрадекагидро-арахно-декаборат(2-). Известно 5 типов структур боранов: клозо-бораны - имеют полностью закрытую полиэдрическую структуру из n атомов бора; нидо-бораны - имеют незакрытую структуру, в которой атомы бора занимают n вершин (n+1)-вершинного полиэдра; арахно-бораны - имеют незакрытую структуру, в которой атомы бора занимают n смежных вершин (n+2)-вершинного полиэдра; гифо-бораны - - имеют незакрытую структуру, в которой атомы бора занимают n смежных вершин (n+3)-вершинного полиэдра; конъюкто-бораны - имеют структуры, образованные связыванием двух (или более) кластеров предыдущих типов.
Следует отметить, что в правила IUPAC не вошли многие тривиальные и традиционные названия, которые рассматриваются как устаревшие и более не применяющиеся.
При составлении названий соединений часто необходимо указывать степень окисления того или иного элемента. Без этого можно обойтись, если не нарушается однозначность названия, например, хлорид натрия (sodium chloride), оксид кальция (calcium oxide), оксид дейтерия (deuterium oxide) и хлорид бария (barium chloride). Однако чаще такие названия приводят к неоднозначности, и тогда указание степени окисления становится существенно важным. Это положение выражено в правилах IUPAC 1970 г. следующим образом.
Степень окисления элемента в соединении - это тот формальный заряд, который возник бы на атоме данного элемента, если бы электроны каждой его связи полностью перешли бы к более электроотрицательному атому.
Водород принято считать положительным во всех соединениях с неметаллами.
Принято считать, что в простых веществах степень окисления элемента равна нулю и, следовательно, связь между атомами одного и того же элемента в любых веществах не влияет на оценку степени окисления.
Если элементы соединяются в различных количественных отношениях, названия полученных соединений строятся по одному из следующих четырех способов.
1. Для обозначения стехиометрического состава используются числовые приставки, например: трихлорид железа (iron trichloride), дихлорид меди (copper dichloride), тетраоксид трижелеза (triiron tetraoxide), пентасульфид диазота (dinitrogen pentasulfide).
2. Степень окисления, обычно для электроположительного элемента, указывается римской цифрой в скобках (без пробела) за символом элемента (способ Штока), например: MnO2 - оксид марганца(IV) [manganese(IV) oxide] PbO-оксид свинца(II) [lead(II) oxide]. Строчными или заглавными обозначать римские цифры значения не имеет, хотя в русской литературе отдается предпочтение заглавным.
Хотя правила IUPAC рекомендуют при составлении названий отдавать предпочтение латинским названиям элементов (даже в названиях электроположительных частей), это часто не принимается во внимание в американских и английских публикациях, например: FeС13 - iron(III) chloride, а не ferrim(III) chloride, CuCl2 - copper(II) chloride, а не cuprum(II) chloride. В русской литературе всегда используются русские названия элементов.
3. Для ионных соединений можно использовать способ Эвенса - Бассетта, указывая заряд катиона арабской цифрой в скобках, например: FeCl3 - iron(3+ ) chloride, CuCl2 - copper(2+) chloride. Этот способ используется сейчас в указателях журнала Chemical Abstracts.
В русской литературе способ Эвенса-Бассета используется только в тех случаях, когда неприменимы правила с числовыми приставками и способ Штока, например, N2H5+ - катион гидразиния(1+), N2H62+ - катион гидразиния(2+), S42- - тетрасульфид(2-)-ион.
4. В английской и американской литературе применяется еще и старый прием, заключающийся в добавлении суффикса -ic к названию аниона для указания более высокой степени. окисления элемента катиона и суффикса -ous для более низкой степени окисления, например: FeCl3 - iron chloric, FeCl2 - iron chlorous. В русской литературе названия типа хлорное железо FeCl3 и хлористое железо FeCl2 являются устаревшими и более не применяются. Этот прием оказывается недостаточным, если элемент может существовать в более чем двух валентных состояниях; неприменим для написания названий комплексных соединений и соединений редко встречающихся элементов. Комиссия IUPAC считает этот прием допустимым к использованию, но нежелательным.
Псевдобинарные соединения
К псевдобинарным соединениям относят соединения, содержащие некоторые многоатомные анионы, названия которых также содержат суффикс -ид. К ним относятся: гидроксид-ион, пероксид-ион, надпероксид-ион, озонид-ион, дисульфид(2-)-ион, трииодид(1-)-ион, гидродифторид-ион, азид-ион, имид-ион, амид-ион, гидроксиламид-ион, гидразид-ион, цианид-ион, ацетиленид-ион. Используя эти названия анионов, строятся названия соответствующих соединений.
Примеры: гидроксид натрия NaOH, цианид калия KCN.
Интерметаллиды
В интерметаллических соединениях значения электроотрицательности элементов достаточно близки. Поэтому систематические названия интерметаллидов предложено образовывать из одного слова, в котором названия элементов с соответствующими числовыми приставками разделены дефисом. Например, Na2Po - полоний-динатрий, NiPo - полоний-никель, MgCu4Sn - олово-тетрамедь-магний, LiMgBi - висмут-магний-литий [Лит.: Новый спровочник химика и технолога].
Кислоты и средние соли
При построении традиционных названий кислот и их солей используют приведенные ранее правила; это касается перечисления названий электроотрицательной и электроположительной частей, применения способа Штока, окончаний -ная и -истая (-ic, -ous), числовых приставок, способа Эвенса - Бассетта, что не вызывает недоразумений.
Для составления названий кислот рекомендации правил IUPAC 1970 г. несколько менее строги, чем рекомендации 1957 г., в которых выражалась надежда на то, что традиционные названия типа серная кислота (sulfuric acid) будут полностью заменены на названия типа сульфат водорода (hydrogen sulfate). Правила 1970 г. разрешают свободно пользоваться как традиционными, так и систематическими формами названий, правда, предпочтение отдается систематической форме, особенно для редко встречающихся и необычных кислот.
В обоих выпусках правил приводится список тех кислот, для которых традиционное (функциональное) название со словом "кислота" может быть сохранено.
Традиционные названия анионов тех кислот, образуются путем замены частиц -овая, -евая и -ная (английское -ic) на суффикс -ат (английское -ate) и частиц -истая (английское -ious) на -ит (английское -ite), что приводит к хорошо известным традиционным названиям солей этих кислот. Поскольку заряд ионов SO42- и CO32- хорошо известен, то количественные соотношения катионов и анионов в названиях солей типа Na2SO4 не указываются.
Следует сделать несколько замечаний по использованию приставок при образовании традиционных названий анионов тех кислот. Приставка "гипо-" (hypo-) указывает на низшую степень окисления кислотообразующего элемента (если число степеней окисления более двух). Эта приставка используется в названиях анионов, отвечающих кислотам, названия которых оканчиваются на -новатистая (английское hypo...ous), например, НСlО - хлорноватистая кислота и КСlО - гипохлорит калия. Приставка "пер-" (per-) указывает на высшую степень окисления кислотообразующего элемента (если число степеней окисления более двух). Она применяется в названиях анионов, если отвечающие им кислоты имеют названия на -овая, -евая или -ная (per...ic), например, НMnО4 - марганцовая кислота и КМnО4 - перманганат калия, HReO4 - рениевая кислота и NaReO4 - перренат натрия, НСlО4 - хлорная кислота и КСlО4 - перхлорат калия. Эту приставку не следует путать с приставкой пероксо-.
Тиокислотами называются кислоты, получаемые заменой кислорода на серу, их названия строятся добавлением приставки "тио-" (thio-) к традиционному названию кислоты. Аналогично составляются названия кислот, полученных заменой кислорода на селен и теллур, в этом случае приставками являются "селено-" (seleno-) и "теллуро-" (telluro-). Например: H2SO3S - тиосерная кислота (thiosulfuric acid), KNCS - тиоцианат калия (potassium thiocyanate) H3PO3S - (моно)тиофосфорная кислота (monothiophosphoric acid) Н3РO2S2 - дитиофосфорная кислота (dithiophosphoric acid) H2CS3 - тритиоугольная кислота (trithiocarbonic acid) H2S2O6 - дитионовая кислота (dithionic acid), ее высшие гомологи получают названия аналогичным образом.
Кислоты, в которых -О- замещается на -О-О-, получают названия с приставкой "пероксо-" (регохо-), использование устаревших "пер-" или "перокси-" запрещается, например, HNO2(O2) - пероксоазотная кислота (peroxonitric acid), Н4Р2О6(O2) - пероксодифосфорная кислота (peroxodiphosphoric acid).
Для построения систематических названий кислот и их солей эти соединения рассматривают как комплексные соединения и применяют правила, изложенные выше. Необходимо помнить, что название электроположительной части (катиона) соединения остается без изменений, а название электроотрицательной части (аниона) получает окончание -ат (-ate) независимо от степени окисления кислотообразующего элемента (центрального атома). Это окончание присоединяется к соответствующему названию центрального атома. Например, бор - борат (boron - borate); сера, сульф- сульфат (sulfur - sulfate); сурьма, стиб- стибат (antimony- antimonate); висмут - висмутат (bismuth - bismuthate); углерод, карбон-карбонат (carbon - carbonate); кобальт - кобальтат (cobalt - cobaltate), никель, никкол - никколат (nickel, niccolum - niccolate, но журнал Chemical Abstracts использует nickelate); азот, нитр-нитрат (nitrogen - nitrate); фосфор - фосфат (phosphorus - phosphate); вольфрам - вольфрамат (tungsten, wolfram - wolframate); цинк - цинкат (zinc - zincate).
В названии аниона вначале указываются атомы кислорода и другие атомы и группы атомов; все они рассматриваются как лиганды. Названия лигандов, заряженных отрицательно, всегда оканчиваются на -о. Все название аниона пишется в одно слово.
Таким образом, соединение H2[SO4], рассматриваемое как комплексное, получает систематическое название тетраоксосульфат(VI) водорода [hydrogen tetraoxosulfate(VI)] или тетраоксосульфат диводорода (dihydrogen tetraoxosulfate). Если использовать функциональную номенклатуру, то соединение H2[SO4] можно назвать тетраоксосерная(VI) кислота [tetraoxo-sulfuric(VI) acid]. Если же опустить указание на число и вид лиганда, то получают традиционное название этого соединения, H2SO4 - серная кислота (sulfuric acid). Однако этого не рекомендуется делать при составлении названий малораспространенных кислот; для них следует применять только полные систематические названия.
Для построения названий относительно несложных по составу соединений, например, галогенсодержащих кислот, также можно использовать способ Штока. Например, систематическое название соединения K2[PtCl6] - гексахлороплатинат(VI) калия (ранее называли хлорплатинат), HSO3Cl - хлоротриоксосульфат(VI) водорода, или, короче, хлоросерная(VI) кислота. При таком способе построения названия водород кислоты (который может быть замещен на металл) рассматривается как катион, а сами кислоты - как соли водорода(I).
Необходимо еще отметить следующее. В последних Правилах IUPAC рекомендуется отделять отбивкой квадратные скобки указывающие границы комплекса, от остальной части (внешней сферы) комплексного соединения и от других квадратных скобок (при записи соединения с двумя внутренними сферами). В американских и английских книжных и журнальных работах эту рекомендацию практически не выполняют, считая ее не обязательной, поскольку квадратные скобки уже сами определяют границы комплексного иона (в русской литературе аналогично).
Надо заметить, что в неорганической номенклатуре для обозначения аниона водорода Н- как лиганда в комплексах используется название гидридо- (hydrido-), образованное по общему правилу; для номенклатуры органических соединений принято в этом случае использовать название гидро- (hydro-). Аналогично можно было бы образовать и некоторые другие названия анионных лигандов, например, хлоридо- (chlorido-) вместо хлоро- (chloro-), но здесь эта замена не нужна, поскольку лиганда Сl+ не существует (водород в комплексных соединениях часто встречается и как катион Н+, и как анион Н-). Еще одним исключением из общих правил образования названий лигандов являются названия углеводородных радикалов, к которым не прибавляется гласная -о, например: Na[B(C6H5)4] - тетрафенилборат натрия (sodium tetraphenylborate).
Ионы и радикалы
Атомы или группы атомов, заряженные отрицательно, называются анионами, а заряженные положительно - катионами. Группы атомов, не несущие заряда и встречающиеся в большом числе различных соединений (в той или иной роли) и обычно не существующие в свободном состоянии, называются радикалами. Если такие группы атомов не имеют заряда, но существуют в свободном виде, они называются свободными радикалами, если же они еще и заряжены, их следует называть ионами, или ион-радикалами. Ионы обычно получают названия электроположительных и электроотрицательных частей молекул; названия катионов не имеют специальных суффиксов, а названия анионов всегда содержат суффиксы -ид, -ит или -ат (-ide, -ite или -ate). Например, Na+ - ион натрия, или, точнее, катион натрия (sodium cation), Fe2+ - положительно двухзарядный ион железа (ferrous ion), или катион железа(II) [iron(II) cation]. Ион I- - иодидный анион, или иодид-ион (iodide ion); название этого аниона не следует путать с реже встречающимся I+ -катионом иода(I) [iodide (I) cation].
Необходимо подробнее остановиться на номенклатуре тех ионов и радикалов, для которых в литературе используются разные названия. Ион NO+ следует называть катионом нитрозила (nitrosyl cation), NO2+ - катионом нитроила (nitryl cation). В русской литературе встречается название катион нитрония, хотя оно и не соответствует правилам.
Многоатомные катионы, образованные присоединением к одноатомным анионам большего числа катионов водорода, чем это требуется по правилу электронейтральности, получают названия, оканчивающиеся на "-оний" (-onium). Например, аммоний (ammonium), фосфоний (phosphonium), арсоний (arsonium), оксоний (oxonium) для Н3O+, сульфоний (sulfonium), селеноний (selenonium), теллуроний (telluronium), иодоний (iodonium). Из них могут быть получены замещенные производные, которые называют аналогично, например метоксиаммоний (methoxyammonium), тетраметилстибоний (tetramethylstibonium), диметилоксоний (dimethyloxonium) для (СН3)2НО+.
В публикациях Chemical Abstracts названия азотсодержащих катионов строятся по следующим правилам. Азотсодержащие основания, за исключением аммиака (ammonia) и его замещенных, образуют катионы, названия которых оканчиваются на -ий (-ium). Например, анилиний (anilinium), имидазолий (imidasolium), глициний (glicinium). Ионы N2H5+ и N2H62+ называются гидразиний(1+) и гидразиний(2+) соответственно [hydrazinium (1+ или 2+)]. Исключением являются названия уроний (uronium) и тиуроний (thiouronium), образованные от названий мочевины (urea) и тиомочевины (thiourea). Названия диоксаний (dioxanium) и ацетоний (асеtium) образованы аналогично.
Наконец, название катион водорода (Н+) можно использовать в тех случаях, когда степень гидратации этого иона не имеет значения [в отличие от Н3О+ - катиона оксония (моногидратированного катиона водорода)].
Катион-радикалы называют по способу Штока либо Эвенса - Бассета, например, UO22+ - катион уранила(VI) [uranyl(VI) cation], или катион уранила(2+ ) [uranyl(2+) cation].
Названия радикалов, оканчивающиеся на -ил (-yl), всегда выступают в качестве названий электроположительных частей молекулы, при этом полярность не принимается во внимание; так, (NO)C1 называют хлорид нитрозила (nitrosyl chloride), a (NO)ClO4- перхлорат нитрозила (nitrosyl perchlorate).
Рассмотренные выше названия радикалов удобны для образования названий соединений, состоящих из дискретных молекул. Для ионных соединений названия лучше составлять по правилам построения названий двойных оксидов и основных солей.
По Правилам IUPAC описанные названия радикалов используются также для образования названий амидов, например, SO2(NH2)2 - диамид сульфонила (sulfonyl diamide), PO(NH2)3 - триамид фосфорила (phosphoryl triamide). В качестве альтернативных Правила приводят для них такие традиционные названия: диамид серной кислоты (sulfuric diamide) и триамид фосфорной кислоты (phosphoric triamide). Для неполных амидов Правила рекомендуют использовать в первую очередь названия типа "амидная кислота" (amidic acid), а в качестве альтернативы - номенклатуру комплексных соединений, например, для HSO3(NH2)-сульфамидная кислота (sulfamidic acid) или амидосерная кислота (amidosulfuric acid). Сокращенные (тривиальные) названия для приведенных примеров, такие, как сульфамид (sulfamide) и сульфаминовая кислота (sulfamic acid), Правилами не рекомендуются. Однако систематические названия типа диамид сульфонила существенно отличаются от того, что сейчас принято в практике органической химии, где амиды (amides) являются гораздо более многочисленным классом соединений, чем в неорганической химии. По мнению авторов, для амидов лучше использовать или тривиальные названия, или принятые в настоящее время названия по типу комплексных соединений, например, для SO2(NH2)2 - сульфамид (sulfamide) или диамидодиоксосера (diamidodioxosulfur). В указателях Chemical Abstracts используются названия sulfamide и sulfamic acid для обозначения сульфамида и сульфаминовой кислоты.
Примеры радикалов: HO - гидроксил, CO - карбонил, NO - нитрозил, NO2 - нитроил, PO - фосфорил, SO - сульфинил, SO2 - сульфонил, S2O5 - дисульфурил, SeO - селенинил, SeO2 - селенонил, CrO22 - хромил, UO2 - уранил, PuO2 - плутонил, ClO - хлорозил, ClO2 - хлорил, ClO3 - перхлорил.
Примеры названий: (CO)Cl2 - хлорид карбонила, (PO)N - нитрид фосфорила, (PS)Cl3 - хлорид тиофосфорила, (IO2)F - фторид иодила, (SO2)NH - имид сульфонила или имид сульфурила.
Кислые соли
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.
Неорганические анионы могут содержать незамещаемый водород. В этом случае в систематическом названии соединения лиганд Н+ следует называть гидро- (hydrogen-), но эти соли, конечно, не могут быть отнесены к кислым.
Использование в названиях кислых солей приставки гидро- (для обозначения кислотного водорода) является приемом традиционной номенклатуры и принято Правилами IUPAC.
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.
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). Однако многие химики, публикующие работы на английском языке, неохотно отбываются от устарелой формы названий и продолжают писать бикарбонат вместо гидрокарбонат.
Английское название кислоты Н2(РНО3) - phosphonic acid - построено по аналогии с номенклатурой органических соединений.
Двойные соли
Правила наименования двойных солей, принятые IUPAC в 1957 г., были позже существенно упрощены благодаря использованию приема расположения названий элементов в алфавитном порядке.
В английской литературе при составлении названий двойных солей сначала записывают названия всех катионов в алфавитном порядке их латинских названий, последним записывается катион водорода Н+. Затем также в алфавитном порядке латинских названий указываются все анионы. Вода, связанная координационно, указывается или словом аква- (aqua-), если формула записана как комплекс, или словом "гидрат", если формула записана как кристаллогидрат. Числовые приставки можно не указывать, если степени окисления постоянны и обычны. Примеры: NaTl(NO3)2 - нитрат таллия(I)-натрия [sodium thallium(I) nitrate], или динитрат таллия-натрия [sodium thallium dinitrate], NaZn(UO2)3(CH3COO)9·6H2O - гексагидрат ацетата триуранила-цинка-натрия [sodium triuranyl zinc, acetate hexahydrate]
Основные соли
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.
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).
Двойные оксиды и гидроксиды
Названия двойных оксидов и гидроксидов строятся по аналогичным правилам, например: (TiFe)O3-оксид железа(II)-титана(IV), или триоксид железа-титана [iron(II) titanium(IV)oxide, iron titanium trioxide], (Cr2Cu)O4-оксид меди(II)-дихрома(III).
Гидроксиды, содержащие группу O(OH), для элементов со степенью окисления +3 имеют названия с приставкой мета-, например, AlO(OH) - метагидроксид алюминия.
Комплексные соединения
Первоначально к комплексным (координационным) соединениям относили только те соединения, в которых была превышена стехиометрическая валентность (степень окисления элемента) центрального атома. По этим представлениям комплекс состоит из центрального атома, окруженного непосредственно связанными с ним отдельными атомами (или ионами) и электронейтральными группами (молекулами); остальные (не связанные непосредственно с центральным атомом) ионы образуют внешнюю сферу комплексного соединения. Атомы (или ионы) и группы связанные с центральным атомом называются лигандами, а их суммарное число - координационным числом центрального атома. Координационное число всегда больше числа, определяющего стехиометрическую велентность (степень окисления элемента) центрального атома.
В правилах ИЮПАК 1957 г. первоначальное ограничение понятия "комплексные соединения" обязательным превышением координационного числа над стехиометрической валентностью было опущено. В результате этого номенклатурные названия большого числа неорганических соединений стали строится по системе, принятой для комплексных соединений. Например, для иона SO42- атом серы является центральным атомом, а четыре атома кислорода - лигандами. В двухатомных двухэлементных группах (ионах) сложно определить, какой из атомов является центральным; обычно кислород не считают центральным, так в ионе ClO- центральным атомом будет хлор.
Для построения номенклатурных названий комплексных (и отнесенных к ним) неорганических соединений необходимо использовать ряд терминов, определения которых даются ниже: центральный атом; координированные атомы - атомы, непосредственно связанные с центральным атомом А; координационное число (лигандность) - число атомов, непосредственно связанных с центральным атомом А; лиганды - атомы (ионы) В и группы (молекулы) С, непосредственно связанные с центральным атомом А; полидентатные лиганды - группы, которые могут быть координированными более чем одним своим атомом; возможны группы монодентатные, бидентатные и т. д.; хелатообразующие лиганды - это полидентатные лиганды, которые образуют цикл за счет координации не менее двух своих атомов вокруг одного центрального атома; мостиковые лиганды - лиганды, связывающие два центральных атома А; комплекс - внутренняя сфера комплексного соединения, состоящая из центрального атома А и лигандов В и С; одноядерный комплекс - комплекс, содержащий один атом А; многоядерный комплекс - комплекс, содержащий более одного центрального атома А, возможны двух-, трех- и многоядерные комплексы.
Названия комплексов строят по следующей схеме: сначала перечисляются все лиганды, затем центральный атом и его степень окисления. Соотношение между внутренней сферой и внешнесферными ионами указывается (если это необходимо) числовыми приставками. Если название лиганда уже содержит цисловую приставку, а также в случаях, когда числовая приставка создает неясность в строении лиганда, используют умножающие приставки (бис-, трис-, тетракис- и т.д.).
Комплексы могут быть катионными, анионными и нейтральными. Названия катионных и нейтральных комплексов специальных окончаний не имеют. Названия всех анионных комплексов оканчиваются на "-ат" (английское -ate).
Необходимо помнить, что в данном случае суффикс -ат (английское -ate) обозначает просто комплекс, заряженный отрицательно (анион). Даже если центральный атом отвечает элементу с переменной степенью окисления, суффикс -ат никак не указывает на высшую степень окисления, а используется для всех состояний окисления элемента. Сама степень окисления указывается в виде римской цифры после названия центрального атома.
На сказанное следует обратить особое внимание, так как суффиксы -ат (ate) и -ит (-ite), а также -ид (-ide) в традиционных названиях простых соединений указывают на различную степень окисления элемента, образующего анион. Следует отметить, что использование традиционных названий разрешено применительно к определенному, но достаточно большому числу соединений, и такая двойственная номенклатура для них, видимо, еще долгое время будет использоваться в практике.
Лиганды в названиях комплексных соединений в англо-американской литературе перечисляются в алфавитном порядке латинских названий, числовые приставки при этом во внимание не принимаются, например, в diiodo буквой, определяющей порядок, будет буква "i", а не "d", и таким образом этот лиганд будет записан после fluoro, а оба они после trichloro, для которого буквой, определяющей порядок, будет "с" (chloro). В русском языке такое правило не используется из-за различий в написании английских и русских названий и кроме того такое написание часто приводит к различию между названием и формулой комплекса. Названия анионных лигандов обязательно оканчивают на "о", названия нейтральных и катионных лигандов в названиях комплексов не изменяются; исключение представляют нейтральные лиганды Н2О и NH3, за которыми закреплены названия аква и аммин (английские aqua и ammine).
Громоздкие по написанию формулы органических лигандов могут заменятся (полностью или частично) буквенными обозначениями, например, py - пиридин, en - этилендиамин, PEt3 - триэтилфосфин.
Классические комплексные соединения
К классическим комплексным соединениям относятся соединения, в которых формально превышается степень окисления центрального атома. Большая часть принципов построения их названий была рассмотрена выше. Основные положения можно кратко сформулировать следующим образом: комплекс может быть катионным, нейтральным или анионным. Катионные или нейтральные комплексы не получают в названиях специальных окончаний, в названиях анионных комплексов имеется суффикс -ат (-ate). В англо-американской литературе названия лигандов перечисляются по алфавиту. Если необходимо, или для облегчения понимания структуры лиганда, можно указать степень окисления центрального атома по способу Штока или заряд по спосо6y Эвенса - Бассетта, хотя возможно и применение правил с числовыми приставками.
Названия катионных и нейтральных лигандов не изменяются, а названия анионных лигандов оканчиваются на -о. Эти принципы и приведенные ниже правила (1-9) достаточны для построения и понимания названий большинства комплексных соединений.
1) Углеводородные радикалы рассматриваются как анионные лиганды, но сохраняют обычный суффикс -ил
2) Лиганды типа СН3О- получают название метоксо (methoxo).
3) Лиганд CH3S- называют метилтио или метантиолато (methylthio или methanethiolato).
4) Если органическое соединение, не являющееся кислотой, становится лигандом, потеряв атом водорода (I), его, естественно, считают анионным лигандом и в названии используют суффикс -ато (-ato). В остальных случаях такой лиганд считается нейтральным. В сложных случаях обязательно указывают заряд, например: -О2ССН(ОН)СН(О-)СО2- - тартрато(3-) [tartrato(3-)], -О2ССН(ОН)СН(ОН)СО2- - тартрато(2-) [tartrato(2-)].
5) Лиганды NO (нитрозил), NS, СО (карбонил) и CS принято считать нейтральными, если в формуле отсутствует указание на заряд.
6) Вода и аммиак считаются нейтральными лигандами и обозначаются соответственно как аква (aqua) и аммин (ammine).
7) Если лиганд связан с центральным атомом несколькими способами, это различие отмечается с помощью символов -S, -N, -О и т. д. после названия лиганда. Если же название лиганда однозначно определяет место присоединения, символ координируемого атома не указывается. Например, для тиоцианато (thiocyanato) -SCN и изотиоцианато (isothiocyanato) -NCS символы серы и азота ("связующих" элементов) не указываются. В русской литературе -SCN называется тиоцианато-S, а -NCS - тиоцианато-N.
8) Названия нейтральных лигандов, кроме Н2O, NH3, NO, NS, CO и CS, заключаются в круглые скобки и перед скобкой, если это необходимо, приводятся числовые приставки.
9) В сложных группах, если внешние скобки обозначают весь комплекс, установлен следующий порядок старшинства скобок [()]. Фигурные скобки имеют старшинство между круглыми и прямоугольными скобками.
В русской химической литературе принята более строгая система названий комплексных соединений; сначала называется анионная часть, затем катионная, внутри комплекса сначала перечисляются лиганды - анионные, нейтральные и катионные, затем центральный атом.
Chemical Abstracts используют систему верхних индексов (локантов), которые указывают число атомов лиганда, связанных с центральным атомом, например, (η6-benzene) bicarbonylchromium.
Другие комплексные соединения
π-комплексы. В некоторых случаях для построения названий π-комплексов достаточно указания только стехиометрического состава комплекса, например, [Pt(C2H4)(NH3)Cl2] - дихлороаммин(этилен)платина (amminedichloroethyleneplatinum).
Если необходимо отметить, что все ненасыщенные атомы цепи или кольца лиганда связаны с центральным атомом, то особенности строения указываются введением в название греческой буквы η "эта", или "гапто" (от греч. "связывать"), помещаемой перед названием лиганда. Примеры: Fe(C5H5)2 - бис(η5-циклопентадиенил)железо (синоним - ферроцен).
Комплексы с мостиковыми лигандами. Для обозначения мостиковых лигандов перед их наименованием ставят букву μ (греч. мю), отделяя ее от названия дефисом. Такой способ помогает различить мостиковые и немостиковые лиганды. Примеры: [Be4(CH3COO)6O] - (μ4-оксо)гекса(μ-ацетато-O,O')тетрабериллий.
Комплексы с цепным строением. Известно большое число компексов содержащих полимерные цепи из атомов или их групп; для обозначения их принадлежности к этому типу соединений используют специальную приставку катена- (catena-). Эта приставка через дефис и букву μ (мю) ставится впереди соответствующего названия. Пример: Cs[CuCl3] - катена-(μ-хлоро)дихлорокупрат(II) цезия.
Двухъядерные и многоядерные соединения. Для названия симметричных многоядерных соединений, не содержащих мостиковых групп, используют умножающие приставки бис-, трис- и т. д, например, [Br4Re-ReBr4]2- - бис(тетраброморенат)(2-). В несимметричных структурах центральный атом расматривают как основу названия, а остальные атомы как его заместители, например, (C6H5)3AsAuMn(CO)5 - пентакарбонил((трифениларсин)аурио)марганец. Центральным считается атом стоящий ближе к началу последовательности групп: VIIIA, IA, IIA, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, IIB, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA и имеющий больший атомный номер в группе.
Если в многоядерных соединениях имеются мостиковые группы, связь металл - металл указывается в конце названия, например, IC(Co(CO)3)3 - μ3-иодометилидин-цикло-трис(трикарбонилкобальт)(3Co-Co).
Гомоатомные агрегаты (кластеры). Геометрическая форма таких соединений указывается в их названиях префиксами (от названия геомерических форм): треугольно-, квадро-, тетраэдро-, октаэдро-, додекаэдре- (английские triangulo-, quadro-, tetrahedro-, octahedro-, dodecahedro-) и т. д. Например, [Mo6Cl8Cl6]2- - окта(μ3-хлоро)гексахлоро-октаэдро-гексамолибдат(2-).
Вероятно, по мере накопления сведений о геометрическом строении большего числа комплексов правила будут совершенствоваться и упрощаться.
Примеры: [(CO)2Ni((CH3)2PCH2CH2P(CH3)2Ni(CO)2] - ди(μ-этилен-бис(диметилфосфино))бис(дикарбонилникель).
Изомерия комплексных соединений
Для обозначения геометрического расположения лигандов в комплексах используют специальные приставки. Приставки цис- и транс- указывают расположение лигандов в комплексах с координационным числом 4 (квадратно-плоскостная конфигурация) и 6 (октаэдрическая конфигурация); для этих же комплексов (координационное число 6) используют также приставки гран- (fac-) -граневой и ос- (mer-) -осевой.
В названиях многих изомеров необходимо указывать положение лигандов относительно центрального атома. Выбор метода для обозначения положения лиганда по Правилам IUPAC основывается на детально разработанном принципе размещения плоскостей, в которых находятся лиганды, перпендикулярно главным осям комплекса. Для октаэдрических комплексов альтернативным методом является метод Кана - Ингольда - Прелога, но он не получил одобрения комиссии IUPAC по неорганической номенклатуре. Однако в Chemical Abstracts для названия одноядерных комплексов используется система обозначений, основанная на правилах Кана - Ингольда - Прелога.
Абсолютная конфигурация комплексов. В работе Кана - Ингольда - Прелога предлагается метод, который может быть использован для указания в названии соединений абсолютной конфигурации тетраэдрических и октаэдрических комплексов с помощью символов-указателей конфигурации (R), (S) или (Р), (М). Для шестикоординационных комплексов с тремя или двумя бидентатными лигандами IUPAC рекомендуется для обозначения конфигурации использовать прописные греческие буквы Δ и Λ, а для обозначения конформаций - строчные буквы δ и λ.
Продукты присоединения (аддукты)
Названия молекулярных соединений, сольватов и клатратов по Правилам IUPAC строятся следующим образом: названия составных частей разделяются тире, а мольные отношения указываются арабскими цифрами через косую черту, заключаются в скобки и ставятся в конце названия. Вода (как таковая) и соединения бора всегда называются после всех других (в русском языке слово гидрат идет первым). Названия других молекул записываются в порядке возрастания их числа; те названия, для которых число молекул оказвается равным, записываются в алфавитном порядке латинских названий. В формуле молекулярного соединения между обозначениями молекул посредине ставится точка, например: Na2SO4·10H2O - карбонат натрия - вода (1/10) [декагидрат карбоната натрия], NH3·BF3 - трифторид бора - аммиак (1/1), BF3·2H2O - трифторид бора - вода (1/2), 8CHCl3·16H2S·136H2O - хлороформ - сероводород - вода (8/16/136).
Гетерополианионы
При составлении названий линейных гетерополианионов центральной считают ту концевую группу, название которой стоит раньше в алфавитном порядке латинских названий, остальные группу считают лигандами. Если концевые группы равноценны, выбор названия группы, которое дается первым в названии аниона, выполняется по алфавиту вторых с конца групп и т.д.
Примеры: (O3S-O-PO3)3- - фосфатосульфат(3-), [(O3CrO)(O3AsO)(O3SO)PO]4- - (хромато)(арсенато)(сульфато)фосфат(4-), [O3P-O-AsO2-O-CrO3]4- - хроматоарсенатофосфат(4-).
Элементоорганические соединения
В этой области соприкасаются неорганическая и органическая химия, причем представители обеих областей химии стремились сохранить свои собственные системы номенклатуры, которые в неорганической химии основаны на описании строения, а в органической - на характере функции (если таковая имеется). Это привело к допущению большого числа альтернативных названий в разделе D правил IUPAC по органической номенклатуре. Правила создавались обеими комиссиями и содержат больше деталей, чем возможно здесь обсудить. В последующем тексте мы будем касаться также и номенклатурной практики Chemical Abstracts.
Названия координационных соединений. В элементорганических соединениях центром координации, естественно, является соответствующий элемент. Эти вещества получают названия следующего типа: тетраэтилсвинец (С2Н5)4Рb, оксотрифенилфосфор (С6Н5)3РО, триметил(пиридин)бор (С5Н5N)В(СН3)3, гидрокси(фенил)ртуть C6H5HgOH, трипропил(2-формилэтил)германий (н-C3H7)GeCH2CH2CHO.
Полимерные вещества часто называют так, будто они мономерны, например: (CH3Li)n - метиллитий. Названия по координационному типу широко используются в СА, в частности для шестикоординационных соединений олова.
Заместительные названия. Для построения заместительного названия необходимо выбрать родоначальное соединение и указать замещение водорода в нем; один из заместителей (главную функцию) называют в суффиксе, остальные - в префиксах. В элементорганических соединениях в качестве родоначального соединения часто можно принять либо гидрид элемента, либо органическое соединение. Это приводит к существенно различающимся названиям. В СА органическую часть считают родоначальной, если она содержит любую функциональную группу, называемую в суффиксе.
На основе имен простейших гидридов возникают такие названия, как трифенилфосфин (С6Н5)3Р, тетраметилсилан (CH3)4Si, триметилоксоарсоран (СН3)3АsО, триметокси(метоксикарбонилметил)герман. В СА последнее соединение называют метил (триметоксигермил)ацетатом.
Суффиксы и префиксы, используемые в органической номенклатуре для функциональных групп, сохраняют свое значение и в тех случаях, когда эти группы связаны с кремнием. Согласно IUPAC можно использовать разные формы, например: гидрокситриметилсилан или триметилсиланол для (СН3)3SiOН. В СА для соединений кремния используют только названия второго типа.
Для других элементов функциональные суффиксы следует использовать с осторожностью. Так, (СН3)2РОН следует называть диметилфосфинистой кислотой (dimethylphosphinous acid), однако для R2PCO2H приемлемым названием будет диалкилфосфинкарбоновая кислота.
Заместители у атома бора по IUPAC называют только в виде префиксов, например: аминодиметилборан (CH3)2BNH2, дигидрокси(метил)боран СН3В(ОН)2, гидроксидиметилборан (СН3)2ВОН. В СА эти соединения называют соответственно диметилборанамин, метилбороновая кислота, диметилбороновая кислота. Даже (НО)3В, по IUPAC, можно называть тригидроксибораном, однако столь же приемлемо и более привычное название борная (или ортоборная) кислота.
Если элементорганические радикалы являются заместителями в родоначальных органических соединениях, их обычно не считают функциями, и поэтому называют в префиксе.
Для всех других элементов (кроме С, Н, О, галогенов, халькогенов и азота) названия радикалов образуют из названий элементов и окончания (суффикса), "ио", например: таллио. В необходимых случаях им предшествуют названия неорганических и органических лигандов, например в обозначениях таких групп, как -Аl(С2Н5)2 диэтилалюминио, -HgCl хлормеркурио, -ВеН гидридобериллио (в русском языке обычно окончание -ио не добавляется). Так возникают названия типа (диметиларсинио)уксусная кислота или (диметиларсенио)уксусная кислота и 4,4'-(диэтилстаннио)дифенол. Одновалентные металлы, связанные с углеродом, также называют с частицей "ио", например: LiСН2СН2СН2СН3 1-литиобутан (в русском языке 1-литийбутан или бутиллитий).
Положение с заместительными префиксами "дейтерио" и "тритио" неопределенно: они приняты в правилах IUPAC для неорганических соединений, однако не упоминаются в более новых правилах для органических соединений.
Элементорганические анионы, не имеющие связанных с металлами атомов кислорода, серы или азота, называют подобно радикалам, но окончание "ио" заменяют на "ат", например: LiCu(СН3)2 диметилкупрат лития; [(С6Н5)3Рb]- трифенилплюмбат. Степень окисления металла при необходимости может быть указана по системе Штока либо выражена в виде заряда аниона по системе Эвенса-Бассета, например: [(С6Н5)4Р]- тетрафенилфосфат(Ш) или тетрафенилфосфат(1-) (при этом обычное обозначение "фосфат" является сокращением рекомендуемого правилами "фосфорат"), [(CH3)2SiF4]2- диметилтетрафторсиликат(2-). Давно существующее окончание "ид" для карбанионов (например: NaCH3 метанид натрия) принято в правилах IUPAC в разделе С, но не в разделе D. В последнем из этих разделов имеются, однако, такие названия, как диэтилфосфид калия для КР(С2Н5)2. Название ацетилид натрия для NaCCH используется IUPAC и СА; приемлемым является также название этинилнатрий.
Радикало-функциональные названия. Названия элементорганических соединений, содержащих анионные компоненты, можно строить, кроме упомянутых способов, также из названий органической группы (групп) и анионного компонента (компонентов), например: метилоловохлориддигидрид, фенилмагнийбромид. Поскольку соединения типа RxM(O)y(OH)2 (при M = Ge, Sn, Pb, Sb, Те) полимерны и амфотерны, для них подобные названия следовало бы употреблять чаще, чем старые. Так, C6H5Sb(O)(ОН)2 следует называть фенилстибиндигидроксиоксид, а не бензолстибоновая кислота. Аналогично надо называть элементорганические катионы - название соответствующего лиганда ставят перед названием металла и указывают числа Штока или Эвенса-Бассета, например: [(C2H5)3Sn]+ триэтилолово(IV) или триэтилолово(1+). Иногда можно применить "ониевую" систему, например: [(НОСН2)4Р]+Сl- - тетракис(гидроксиметил)фосфонийхлорид.
Соединения типа RxM(O)y(OH)z при М = Р или As, их аналоги и производные имеют специальные названия, основанные на родоначальных кислотах. Замену водорода, стоящего у атома фосфора или мышьяка, на органические группы обозначают префиксами, как обычно, например: [(С6Н5)2Р-O]Na дифенилфосфинит натрия. Замена -ОН, =O или обоих указывается с помощью вставки (инфикса) перед последним слогом названия кислоты. Полный список таких инфиксов имеется в правилах, здесь же приведем лишь примеры их формы: "хлорид" или "хлоридо", "амид" или "амидо", "тио" и т. д. Таким образом образуются названия типа: СН2=СН-Р(OСН3)Сl метилвинилфосфонохлоридит, 1-(C10H7)As(O)(NH2)OH нафтил-1-арсонамидовая кислота.
Если же при Р или As нет групп -ОН, -OR или -О - металл, то соединение называют хлоридом кислоты, амидом кислоты и т. п.
Названия, основанные на "а"-обозначениях. "а"-Обозначения производят от названий элементов, придавая им окончание "а". Ими обозначают атомы, входящие в состав колец или цепей.
Одно из применений такой практики - постановка одного или нескольких "а"-обозначений в виде префиксов к названиям органических соединений для того, чтобы показать замену атомов углерода. Эта система редко требуется для ациклических соединений, однако она часто с пользой применяется для циклов, например, борациклопентан, силабензол.
Однако хорошие результаты дает и использование расширенной системы Ганча-Видмана, и в СА ее предпочитают при названии циклических элементорганических соединений, например, 1H-аурол, 1,3-азафосфорин.
В заключение рассмотрим цепи и циклы с регулярным расположением неуглеродных атомов. Цепи, состоящие из одних только таких атомов ("гомогенные цепи"), называют, указывая умножающий префикс, "а"-обозначение и прибавляя окончание "ан", например: SiH3SiH2SiH3 трисилан. Только в таких названиях используют обозначения "сульфа" для серы, "села" для селена, "телла" для теллура, однако в СА этих обозначений не применяют. Для элементов с переменной валентностью следует указать, какова она. Для этой цели пользуются понятием числа связей (connecting number), определяя его, как сумму сигма-связей, пи-связей и единиц заряда (положительного или отрицательного) на атоме. Число связей при необходимости указывают в виде надстрочного индекса при символе λ, например: Sλ6 означает серу с числом связей 6, как в сульфат-ионе. "Нормальными" числами связей, которые нет необходимости указывать, являются 1 для галогенов, 2 для халькогенов и металлов второй группы Периодической системы, 3 для элементов семейства бора и азота, 4 для углерода, кремния, германия, олова и свинца. Таким образом, NH2NHNH2 триазан, гипотетический РН4РН3РН4 три-λ5-фосфан. В структурах с чередующимися атомами, имеющих по концам идентичные атомы, указывают оба типа атомов, как тетрасилоксан для структуры H3Si-О-SiH2-О-SiH2-О-SiH3 или циклотриборазан для структуры (HBNH)3 [в СА для него используют тривиальное название боразин, borazine].
Если цепи строятся из повторяющихся фрагментов, то в названии используют префикс "катена", например: катена-три(фосфазан) для H2N-PH-NH-PH-NH-PH2. Разветвленные цепи, кратные связи, циклы, радикалы описывают так же, как в органической номенклатуре.
Иногда один или несколько атомов бора в полиборановом скелете замещены на другие атомы, как в структуре дикарба-клозо-додекаборана(12) (в СА используют то же название без префикса "клозо-"). Если произошло замещение мостикового водорода, как в структуре H2BN(CH3)2(H)BH2, то к замещающей группе добавляют префикс μ, как символ мостика, а в необходимых случаях и локанты атомов, соединяемых мостиком.
И в заключение. При составлении названия конкретного элементоорганического соединения полезны следующие обобщения сказанного выше:
1) За исключением соединений мышьяка, висмута, бора, германия, фосфора, свинца, кремния, олова, сурьмы и серы(II), допустимы названия, составленные по координационному типу.
2) Простые производные "исключительных" элементов обычно получают названия на основе соответствующих гидридов (арсина, висмутина, борана, германа и т.д.).
3) При наличии функциональной группы, которая может быть названа в суффиксе, органическая часть всегда служит родоначальной во всех названиях по СА, а металлорганическая (элементорганическая) рассматривается как заместитель. Это, однако, не обязательно в практике IUPAC.
4) Для оксокислот фосфора и мышьяка действуют специальные правила.
5) Для того чтобы отразить присутствие элементорганического фрагмента в префиксе, названию элемента придают окончание (суффикс) "ио".
6) Элементорганические анионы часто получают названия с окончанием "ат", но в некоторых случаях используют и состоящие из нескольких слов радикало-функциональные названия.
7) Элементорганические катионы обычно называют по радикало-функциональному типу.
8) Циклические соединения с гетероатомом в кольце или, что реже, соединения с гетероатомом в цепи, называют по "окса-аза"-системе, а в случае циклов также по системе Ганча-Видмана. Для цепей с повторяющимися идентичными фрагментами используют специальную номенклатуру, основанную на "а"-обозначениях.
Фуллерены
Соединения в которых металл инкапсулирован внутри полости фуллерена называются эндоэдрическими металлофулеренами и в формуле обозначаются знаком @, например, La@C60.
Греческие буквы в названиях
В формулах и названиях неорганических веществ в некоторых случаях используются греческие буквы. Они обозначают:
η - указывает на образование нескольких связей с лигандом; надстрочным индексом указывается число связей. Например, трихлор(η2-этен)платинат(II) [Pt(C2H4)Cl3]-;
κ - указывает, что через следующий за этим символом элемент идет связь или координация с центральным атомом. Если есть надстрочный индекс, например, κ3, это указывает на число связей с центральным атомом. Например, тиоцианато-κN ;
λ - указывает на нестандарное число связей у элемента;
μ - мостиковые атомы или группы.
Устаревшая номенклатура
Старые названия еще встречаются в повседневной практике. Для возможности понимания старых названий приводим старые правила построения названий.
Если элемент образовывал один оксид то он назывался окисью. Если элемент образовывал два оксида, то оксид с меньшим содержанием кислорода назывался закисью. Окислы, в которых на один атом элемента приходится два или три атома кислрода называли двуокисями или триокисями. Оксиды образующие с водой кислоты, назывались ангидридами кислот. Для названия гидроксидов к названию оксида прибавляли слово гидрат, например, Mg(OH)2 - гидрат окиси магния.
Названия солей строились из названия металла и анионной части, которая составлялась для кислородных кислот добавлением к корню названия кислоты окончания -кислый, для бескислородных - окончания -истый, например, K2SO4 - калий сернокислый, NaCl - натрий хлористый, FeS - железо сернистое. Для кислых солей перед названием писалось слово кислый, для основных солей - основной, например, NaHSO4 - кислый сернокислый натрий, Al(OH)SO4 - основной сернокислый алюминий.
Номенклатура, которая отсутствует в этой статье
Ионы соединений серы и азота, боразотные соединения, нумерация у фуллеренов, металлокарбоэдраны, кластеры, алкалиды, [Ni2(SO)((C6H5)2PCH2P(C6H5)2)2Cl2].