Zasady nazewnictwa związków nieorganicznych. Zapis równania reakcji

Ogólne zasady nazewnictwa związków

W związkach dwupierwiastkowych zapisujemy najpierw pierwiastek o mniejszej elektroujemności, następnie zaś ten o większej (SO₂, OF₂). Metale zazwyczaj mają niższą elektroujemność, niż niemetale, dlatego w związkach metalu z niemetalem na pierwszym miejscu zawsze stoi metal (np. NaCl, MgO).

Najczęściej nazwa związku jest dwuwyrazowa i odmiennie, niż to w przypadku wzoru sumarycznego - najpierw podajemy pierwiastek bardziej elektroujemny, a potem mniej (NaCl - chlorek sodu; SO₂ - tlenek siarki(IV)). Istnieje kilka sposobów tworzenia nazwy związku:

• Poprzez podanie wartościowości pierwiastków i grup występujących w danym związku: CrO₃ - tlenek chromu(III).
• Dodając przedrostki liczebnikowe: Fe₂O₃ - tritlenek diżelaza.
• Po prostu podając nazwę zwyczajową: HCl - kwas solny.

Istnieje jeden wyjątek od zapisu wzoru związku według wzrastającej elektroujemności. Jest to amoniak NH₃.

Nazewnictwo grup związków

Wodorki

Nazwy nadawane wodorkom metali składają się z dwóch wyrazów.

KH	MgH2
wodorek potasu	wodorek magnezu

Dla odmiany nazwy wodorków niemetali oraz półmetali składają się z jednego wyrazu. Tworzy się je dodając wyraz wodór do nazwy głównego pierwiastka.

HF	SiH4
fluorowodór	krzemowodór

Ostatnie zalecenia IUPAC mówią, aby tworzyć nazwy wodorków kowalencyjnych poprzez dodanie końcówki -an do ich nazw. I tak mamy:

HF	SiH4
fluoran	silan

Tlenki

Przy podawaniu nazw prostych tlenków wystarczy jedynie do słowa tlenek dodać określenie, czego jest to tlenek i ewentualnie określić wartościowość, jeśli główny atom może przyjmować więcej niż jedną.

MgO	CuO
tlenek magnezu	tlenek miedzi (II)

Poprawne jest również stosowanie systemu liczebnikowego.

Fe2O3

tritlenek diżelaza

Kwasy

Nazwy kwasów beztlenowych tworzymy dodając po wyrazie kwas nazwę pierwiastka z końcówką -wodorowy.

HF(aq)	H2S(aq)
kwas fluorowodorowy	kwas siarkowodorowy

Nazwy kwasów tlenowych tworzymy dodając po słowie kwas nazwę opisującą resztę kwasową wraz z końcówką -owy. Jeśli pierwiastek centralny może przyjąć więcej niż jedną wartościowość, należy ją podać.

H2SO4	H2SO3	H2CO3
kwas siarkowy (VI)	kwas siarkowy (IV)	kwas węglowy

Czasem zdarza się, że atom centralny ma tą samą wartościowość, jednak tworzy różne kwasy. Dodaje się wtedy przedrostki meta-, orto- i piro- w miarę wzrastającej ilości tlenu w związku:

HPO3	H3PO4	H4P2O7
kwas metafosforowy (V)	kwas ortofosforowy (V)	kwas pirofosforowy (V)

Wodorotlenki

Po słowie wodorotlenek należy określić, czego to jest wodorotlenek i ewentualnie podać wartościowość, jeśli centralny pierwiastek może przyjmować ich więcej.

KOH	Cr(OH)2
wodorotlenek potasu	wodorotlenek chromu (II)

Jony

W przypadku kationów sprawa jest bardzo prosta. Po słowie jon lub kation podaje się po prostu czego to jest kation, oraz dodaje się wartościowość, jeśli centralny pierwiastek może przyjmować ich kilka.

Co2+	Fe3+
jon kobaltu (II)	kation żelaza (III)

Niektóre kationy posiadają własne nazwy zwyczajowe i warto je znać:

NH4+	H3O+
jon amonowy	jon oksoniowy

Nazwy anionów prostych tworzymy poprzez dodanie końcówki -ik bądź -ek do nazwy pierwiastka. Brzmi to trochę jak zdrobnienie.

F-	O2-	C4-
fluorek jon fluorkowy	tlenek jon tlenkowy	węglik jon węglikowy

Aniony złożone zawierające tlen mają w swojej nazwie fragment -an.

F-	O2-	C4-
fluorek jon fluorkowy	tlenek jon tlenkowy	węglik jon węglikowy

Aniony złożone zawierające tlen mają w swojej nazwie fragment -an.

SO42-	HPO42-
jon siarczanowy (VI)	jon wodoroortofosforanowy (V)

Sole

Sole obojętne mają nazwy złożone z dwóch słów. Pierwszy wyraz określa nam resztę kwasową, zaś drugi opisuje kation metalu. Nazwy te są złożeniem tych nazw, których tworzenie zostało przedstawione w odpowiednich ramkach.

K2SO4	NH4NO3	Ag3PO4
siarczan (VI) potasu	azotan (III) amonu	ortofosforan (V) srebra

Przy nazywaniu wodorosoli przed nazwą reszty kwasowej należy wstawić przedrostek wodoro-, diwodoro- itp. Przedrostki di-, tri- itd określają ile atomów wodoru pozostało przy reszcie kwasowej.

NaHSO4	K2H2P2O7
wodorosiarczan (VI) sodu	diwodoropirofosforan (V) potasu

Jeśli chodzi o nazwy hydroksosoli, to między nazwą kationu a reszty kwasowej należy wstawić słowo wodorotlenek wraz z odpowiednim przedrostkiem określającym liczbę grup wodorotlenowych pozostałych w soli.

Al(OH)Cl2	Fe(OH)2Br
dichlorek wodorotlenku glinu	bromek diwodorotlenku żelaza (III)

Istnieje też stara forma nazewnictwa hydroksosoli, która opiera się na wstawianiu przedrostka hydrokso- przy nazwie kationu metalu, oraz odpowiednich przedrostków określających liczbę grup wodorotlenowych pozostałych w soli.

Al(OH)Cl2	Fe(OH)2Br
chlorek hydroksyglinu	bromek dihydroksyżelaza (III)

Mamy jeszcze hydraty soli, czyli sole uwodnione. Aby je opisać, używamy słowa hydrat poprzedzonego liczebnikiem, który określa liczbę cząsteczek wody przypadającą na jedną cząsteczkę soli.

CuSO4 ⋅ 6 H2O	CoCl2 ⋅ 6 H2O
heksahydrat siarczanu (VI) miedzi (II)	heksahydrat chlorku kobaltu (II)

W starszych podręcznikach można jeszcze trafić na słowo wodzian, które oznacza dokładnie to samo, co hydrat.

Zapis równania reakcji

Typy reakcji chemicznych

W chemii istnieje dosyć płynny podział na typy reakcji chemicznych określających główne zjawisko zachodzące podczas danego typu reakcji. Są to:

• Reakcje syntezy, czyli łączenia, np: \[ A + B → AB\\ 2 K + Br_{2} → 2 KBr\]
• Reakcje analizy, czyli rozpadu, np: \[ AB → A + B\\ H_{2}CO_{3} → H_{2}O + CO_{2}\]
• Reakcje wymiany:
  • pojedynczej \[ AB + C → AC + B\\ Zn + H_{2}SO_{4} → ZnSO_{4} + H_{2}\]
  • podwójnej \[ AB + CD → AC + BD\\ AgNO_{3} + NaCl → AgCl + NaNO_{3}\]
• Reakcje redoks, np: \[ C + O_{2} → CO_{2}\]
• Reakcje odwracalne, np: \[ CH_{3}COOH + CH_{3}OH \leftrightarrow CH_{3}COOCH_{3} + H_{2}O\]
• Reakcje nieodwracalne, np: \[ KOH + HBr → KBr + H_{2}O\]

Od razu widać, że wiele reakcji chemicznych możemy przyporządkować do kilku typów i wcale nie jest to błąd.

Zapis cząsteczkowy

Ten typ zapisu jest najogólniejszy. Po lewej stronie strzałki zapisujemy substraty reakcji, po prawej zaś - produkty. Po obu stronach należy uzgodnić współczynniki stechiometryczne, czyli dobrać jakie liczby cząsteczek wchodzących w skład reakcji, by liczba atomów danego pierwiastka po lewej stronie równała się tej po prawej stronie. Współczynniki te powinny być liczbami naturalnymi, jednak dopuszcza się też możliwość stosowania współczynników połówkowych.

Przy równaniach reakcji redoks koniecznie należy ustalić ilość wymienianych w reakcji elektronów (więcej na ten temat w rozdziałach poświęconych elektrochemii). Do tego obok produktów często pisze się strzałki, które sygnalizują, czy dany substrat ulatnia się w formie gazowej (↑) czy strąca w formie osadu (↓).

W zapisie cząsteczkowym można również podać stan skupienia danego reagenta poprzez zapisanie małego indeksu: s - ciało stałe, c - ciecz, g - gaz. Jeśli jakiś związek występuje w postaci roztworu wodnego, można dodać indeks aq.

Wiele reakcji odbywa się w specyficznych warunkach lub pod wpływem katalizatora. Jeżeli tak się dzieje, warto zapisać nad strzałką odpowiedni symbol. Skrót kat. oznacza obecność jakiegoś katalizatora (można też napisać jego wzór, jeśli jest to możliwe, np. Pt), zaś zapisanie temp. T bądź Δ oznacza, że reakcja przebiega w wysokiej temperaturze. Zapis hν mówi o tym, że reakcja wymaga do zajścia światła.

Zapis jonowy

Zapis jonowy stosujemy, gdy mamy do czynienia z reakcją wodnych roztworów związków. Pełne równanie jonowe mówi nam, jakie jony znajdowały się w roztworze przed i po reakcji nawet, jeśli ich stan się nie zmienił i nie brały one udziału w reakcji. Skrócony zapis jonowy obejmuje jedynie te jony, które brały udział w reakcji.

Jonowo zapisuje się jedynie te substancje, które dobrze dysocjują w wodzie, a więc na pewno mocne kwasy i zasady oraz ich sole. Nie zapisujemy w postaci jonowej pierwiastków, tlenków, nierozpuszczalnych osadów, oraz słabych kwasów i zasad.

Bilansowanie reakcji

Bilansować reakcję można dowolnym sposobem, jednak robienie tego chaotycznie może łatwo prowadzić do popełnienia błędu. Dlatego dobrze jest ustalić sobie jakiś algorytm. Dużym ułatwieniem jest stosowanie poniższej kolejności:

1. metale
2. niemetale
3. wodór
4. tlen