WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Номенклатура речовин і стехіометрія - Реферат

Номенклатура речовин і стехіометрія - Реферат

Реферат на тему:

Номенклатура речовин і стехіометрія

Номенклатура речовин (або хімічна номенклатура), як і система фізичних величин у метрології, — це система термінологічних правил і стандартів найменувань різних хімічних речовин. Сучасна номенклатура хімічних речовин є інформаційно містким і достовірним засобом характеристики хімічного складу, структури і властивостей речовин, вона сприяє уніфікації понять різних галузей науки і практики, чіткішому взаєморозумінню економістів, екологів і техніків, плідній інтеграції різних наук.

Існують дві найпоширеніші міжнародні системи хімічної номенклатури. У нашій країні поширено й адаптовано (на жаль, тільки до традицій російської мови) номенклатурні правила Міжнародного союзу теоретичної і прикладної хімії — ІЮПАК (від англ. IUPAC—International Union of Pure and Applicated Chemistry). Другу систему розроблено Міжнародною Асоціацією наукової освіти (ASE). Обидві системи мають багато спільного. Найважливішою вимогою до будь-якої номенклатури речовин є однозначність відображення в назві речовини її хімічного складу і структури, тобто наявність тільки однієї назви для речовини одного хімічного складу. Тривіальна термінологія не дотримується цього. Наприклад, назви "вапняк", "карбонат кальцію", "вуглекислий кальцій", "крейда", "мармур" відповідають речовині одного складу СаСО3, те саме стосується і речовини з формулою — "сульфат міді", "сірчанокисла мідь", "гідрат сульфату міді". Тривіальні назви виникли внаслідок емпіричного підходу до їхнього утворення.

Ще й досі різні галузі науки віддають перевагу тим чи іншим назвам речовин, які закріплюються у свідомості людей і, так само, як і позасистемні назви одиниць фізичних величин у метрології, утруднюють інформацію і спілкування представників різних галузей знань та формування інтегрованих знань. Зрозуміло, це не сприяє формуванню ефективних засобів навчально-методичного забезпечення освіти.

У нашому посібнику ми дотримуватимемо (переважно) номенклатури речовин Міжнародної системи IUPAC (читайте: ай-ю-пі-ей-сі).

Номенклатура неорганічних речовин

В основу системи номенклатури речовин IUPAC покладено їхній хімічний склад — найсталішу і водночас найпростішу характеристику речовини (хімічну формулу). Система IUPAC — це дві взаємозумовлені складові: формула — назва. Отже, номенклатура складається з формул та назв речовин.

Формула — це зображення складу речовини за допомогою символів хімічних елементів (написання символів регламентовано періодичною системою елементів) і числових індексів, які визначають вміст кожного елемента в молекулі (структурній одиниці) речовини. Наприклад, у формулі Н2О числовий індекс — 2.

Назва — зображення складу речовини за допомогою слова чи груп слів. Знаючи назву, можна за допомогою системи номенклатурних правил написати формулу сполуки, і навпаки. Первинною в номенклатурі речовини є її хімічна формула, з якої випливає назва.

За номенклатурними правилами складання назви кожна речовина одержує відповідно до її формули систематичну назву, яка повністю відбиває її склад.

Прості речовини (тобто ті, що складаються з одного елемента) називають, як правило, так само, як і елементи (ртуть, цинк, кисень тощо). Якщо проста речовина може перебувати в різних станах (алотропних формах), молекулярний склад яких відомий, то в назві зазначають кількість атомів у молекулі. Для цього використовують префікси моно (один), ди (два), три, тетра (чотири), пента (п'ять) і т. д. Наприклад, молекулярний кисень (О2) має систематичну назву дикисень, а озон — його алотропна форма (О3) — трикисень.

Складні речовини. Згідно з номенклатурними правилами IUPAC (англ. вар.) читання назв речовин провадиться за ходом формули, наприклад NaCl — натрію хлорид, але в україномовному варіанті (що наслідує російський) — навпаки: читатимемо хлорид натрію. Такий самий порядок читання передбачає і французький варіант.

За таким правилом у назві речовини на першому місці завжди стоятиме назва електронегативної складової (аніон) у називному відмінку, а на другому — електропозитивна складова (катіон) в родовому відмінку (як це було показано на прикладі NaCl). Коли електронегативна (або умовно електронегативна) складова є одноелементною, то вона матиме суфікс -ид або –ід. Кількість атомів як катіона, так і аніона в назві відображатиметься числовим префіксом (читають і пишуть так само, як і числові для позначення кількості атомів). Наприклад (складні речовини з одноелементним аніоном):

Оксиди: СО2 (діоксид вуглецю), СО (монооксид вуглецю), SiO2 (діоксид силіцію), Al2O3 (триоксид діалюмінію), NO (монооксид азоту);

Галогеніди: NaCl (хлорид натрію), СаСl2 (дихлорид кальцію), RaF4 (тетрафторид радію), MgJ2 (дійодид магнію);

Карбіди: Fe3C (монокарбід тризаліза), Cr2C3 (трикарбід дихрому);

Сульфіди: H2S (сульфід диводню), ZnS (сульфід цинку);

Нітриди: BN (нітрид бору), Cu3N (нітрид триміді).

За наявності в речовині кількох електронегативних чи електропозитивних складових їх називають за складом формули справа наліво і пишуть через дефіс, наприклад:

AlClO — оксид-хлорид алюмінію;

MgJBr — бромід-йодид магнію;

CaB2S4 — тетрасульфід-дибор кальцію.

Для складніших речовин (кислоти, солі, гідроксиди), коли електронегативна складова (аніон) містить різні елементи, формули читають із додаванням грецьких префіксів до назви електронегативної складової, яка завжди, незалежно від валентності кислотоутворюючого елемента, має суфікс -ат. Наприклад: Na2SO4 (тетраоксосульфат динатрію), Na2SO3 (триоксосульфат динатрію), KNO3 (триоксонітрат калію), СаСО3 (триоксокарбонат кальцію), CuSO4 (тетраоксосульфат міді).

Співвідношення між складовими сполук можна показати за способом (правилом) Штока. Згідно з ним ступінь окислення елемента в електропозитивній складовій (катіон) позначається римською цифрою в дужках у кінці назви. Цей спосіб доцільний, коли треба відобразити валентність катіона, наприклад за електролізу речовин тощо.

Приклади назв за способом Штока: FeO — оксид заліза (ІІ), Fe2O3 — оксид заліза (ІІІ), Fe(OH)3 — гідроксид заліза (ІІІ).

Однак до цього способу треба ставитись обережно, бо він не є універсальним. Наприклад, як за цим способом назвати (записати назву) Fe3O4? Яка валентність заліза за цією формулою? Ця речовина складається з двох оксидів FeO і Fe2O3 і читатиметься "тетраоксид тризаліза".

У науковій літературі і, переважно, у практиці згідно з правилами IUPAC допускається (але не рекомендується) використання деяких тривіальних назв речовин, таких як CO2 — вуглекислий газ, Ca(OH)2 — гашене вапно, Al2O3 — глинозем, FeSO4 7H2O — залізний купорос, NaOH — їдкий натр, Na2CO3 — кальцинована сода, NaOH — каустична сода (каустик, їдкий натр), CuSO4 5H2O — мідний купорос, СаО — негашене вапно, NaCl — кухонна сіль та ін.

Номенклатура органічних речовин

Із відомих на сьогодні близько 10 млн хімічних речовин (неорганічних і органічних) понад 95% становлять органічні речовини.

Сучасну міжнародну систему номенклатури органічних речовин було прийнято 1957 р. у Парижі на конференції Міжнародного Союзу чистої і прикладної хімії. Вона відома під назвою "Правила IUPAC".

На жаль, як і Міжнародна система фізичних величин (SI) у метрології, так і "Правила IUPAC" досить повільно впроваджуються в практику. Причин тут багато, але, мабуть, найперша — це консерватизм і схильність багатьох спеціалістів до обмеження фахового обсягу нових знань, у тім числі і в галузі освіти. Відтак поряд із системою IUPAC у сучасній науці та практиці досить часто вживаються тривіальні назви і назви, побудовані за правилами систем, розроблених іще наприкінці минулого сторіччя — раціональної і женевської (систематичної). В основу раціональної системи покладено назви найпростіших (первинних) сполук, з яких виводяться назви складніших похідних.

Так, усі насичені вуглеводні загальної формули розглядаються як похідні метану СН4, що в ньому атоми водню замінено на радикали. Наприклад, замінивши два атоми водню на радикали метилу (–СН3), отримаємо вуглеводень СН3–СН2–СН3, під назвою (згідно з правилом) диметилметан.

За такою самою схемою насичені спирти розглядаються як похідні найпростішого з них — карбінола СН3–ОН (тривіальні назви — метиловий або мурашиний спирт). Наприклад, замінивши один з атомів водню карбінола на радикал –СН3 отримаємо новий спирт СН3СН2ОН, назва якого — метилкарбінол (тривіальна назва — винний спирт). Недоліки такої системи в тім, що вона в багатьох випадках не може однозначно відобразити будову речовини, якій відповідає кілька варіантів структури — ізомерів. Цю проблему повністю вирішено в системі IUPAC, яка все ж базується на правилах женевської системи. Повний опис номенклатурних правил IUPAC для органічних речовин зайняв би занадто багато місця, тому ми розглянемо лише основні принципи правил і окремі приклади.

Loading...

 
 

Цікаве