Názvosloví (teoretická část)
Názvosloví (teoretická část)
Studenti budou umět: - určit oxidační číslo atomů v zadané molekule
- určit maximální možné oxidační číslo atomu z jeho polohy v periodické tabulce prvků - kationtové i aniontové přípony pro všechna oxidační čísla
- pojmenovat základní anorganické binární sloučeniny, soli a kyseliny |
Oxidační číslo
Na pojmu oxidační číslo je založeno české názvosloví anorganických a koordinačních sloučenin. Definujeme ho jako náboj, který by atom získal, pokud bychom elektrony v každé vazbě z toho atomu vycházející přiřadili elektronegativnějšímu atomu.
Oxidační číslo píšeme římskou číslicí, znaménko „plus/mínus“ píšeme před číslici (např. +II; –IV), kladné oxidační stavy se někdy píšou i bez znaménka plus. Arabské číslice používáme pro vyjádření náboje jednoatomových nebo víceatomových iontů.
Atomy některých prvků se vyskytují jen v jednom nebo několika málo oxidačních stavech (viz Tabulka 1), oxidační čísla zbylých atomů pak můžeme dopočítat. Tento postup je obvykle snazší než porovnávání elektronegativity.
Prvek |
Oxidační číslo |
atom v základním stavu |
nula |
jednoatomový ion |
rovné náboji iontu |
fluor |
–I |
kyslík |
–II (pokud není vázán s fluorem) |
vodík |
+I (ve sloučeninách s nekovy a polokovy)
|
Příklad výpočtu oxidačního čísla atomů v molekule H2O
Hodnoty elektronegativity pro vodík a kyslík jsou χP(H) = 2,2 a χP(O) = 3,5. Kyslíku tedy jako elektronegativnějšímu atomu přidělíme všechny elektrony z obou vazeb H–O. Atom vodíku má v tuto chvíli o jeden elektron méně a jeho oxidační číslo tedy bude +I. Kyslík „získal“ dva elektrony navíc a bude mít tedy oxidační číslo –II. Součet oxidačních čísel všech atomů v dané částici musí odpovídat náboji této částice: 2x(+I) + (–II) = 0, což odpovídá elektroneutrální molekule vody.Pokud prvek leží v N-té skupině periodické tabulky, pak jeho nejvyšší dosažitelné oxidační číslo odpovídá číslu N nebo (N – 10) pro N = 12.–18. V 9.–11. skupině pozorujeme nepravidelnosti. Toto pravidlo ilustruje Obrázek 1. Je nutno si uvědomit, že toto pravidlo omezuje shora hodnotu oxidačního čísla, ale nic nám neříká o tom, zda tohoto čísla daný prvek skutečně dosahuje. Podle Obrázku 1 tak např. železo teoreticky může dosahovat oxidačního čísla VIII, ale v existujících sloučeninách známe železo pouze do oxidačního čísla VI. Těžší prvky 8. skupiny (Ru a Os) už oxidačního čísla VIII dosahují.
Obrázek 1: Maximální dosažitelné oxidační stavy v závislosti na poloze prvku v periodické tabulce. Pro snazší orientaci jsou uvedeny prvky 4. periody a hodnota oxidačního čísla je arabskou, nikoliv římskou číslicí.
Příklad výpočtu oxidačního čísla atomů v molekulách H2O a OF2 a kationtu NH4+ s využitím uvedených pravidel
V molekule H2O je vodík vázán na nekov, bude mít tedy oxidační číslo +I. Protože se jedná o neutrální molekulu, musí mít kyslík oxidační číslo –II.V kationtu NH4+ je vodík rovněž vázán na nekov a bude mít proto opět oxidační číslo +I. Aby nám při sečtení všech oxidačních čísel vyšel celkový náboj kationtu 1+, musí mít dusík oxidační číslo –III.
V molekule OF2 bude mít fluor oxidační číslo –I, oxidační číslo kyslíku tedy bude +II.
Kladná oxidační čísla mají v českém názvosloví charakteristické přípony, které se připojují ke kořeni názvu prvku. Přehled těchto přípon je uveden v Tabulce 2 spolu s příponami pro příslušné oxosloučeniny (popsáno níže).
Tabulka 2
Oxidační číslo |
Přípona v názvu |
|||
kation (elektropozitivní část soli) |
kyseliny |
část soli |
samotný anion
|
|
I |
–ný |
–ná |
–nan |
–nanový |
II |
–natý |
–natá |
–natan |
–natanový |
III |
–itý |
–itá |
–itan |
–itanový |
IV |
–ičitý |
–ičitá |
–ičitan |
–ičitanový |
V |
–ečný |
–ečná |
–ečnan |
–ečnanový |
–ičný |
–ičná |
–ičnan |
–ičnanový |
|
VI |
–ový |
–ová |
–an |
–anový |
VII |
–istý |
–istá |
–istan |
–istanový |
VIII |
–ičelý |
–ičelá |
–ičelan |
–ičelanový |
Binární sloučeniny vodíku a jejich deriváty
Názvy sloučenin halogenů s vodíkem se tvoří přidáním zakončení „–ovodík“ k názvu prvku. Do této skupiny ještě řadíme HCN. Pojem „kyselina chlorovodíková“ označuje vodný roztok HCl, nikoliv samotnou sloučeninu HCl.
HF fluorovodík
HCl chlorovodík
HCN kyanovodík
Názvy binárních sloučenin vodíku s ostatními nekovy a p-kovy se tvoří přidáním koncovky „–an“ k latinskému kořeni názvu prvku, např.:
H2S sulfan PH3 fosfan
SiH4 silan SbH3 stiban
BH3 boran PbH4 plumban
Sloučeniny s uhlíkem, dusíkem a kyslíkem mají vlastní akceptované triviální názvy:
CH4 methan
NH
3 amoniak
H2O voda N2H4
hydrazin
Poznámka: Triviální názvy „čpavek“ a „sirovodík“ se dnes již nepoužívají a považují se za zastaralé.
SiHCl3 trichlorsilan
CCl4 tetrachlormethan ( nebo chlorid uhličitý)
Kationty
Náboj iontu se píše arabskou číslicí se znaménkem plus/minus za číslicí. Na rozdíl od kladného oxidačního čísla, při uvádění náboje nelze znaménko plus vynechat:
Ca2+, S2–.
Názvy jednoatomových kationtů se tvoří pomocí kationtové přípony uvedené v Tabulce 2:
Li+ kation lithný
Cr
3+ kation chromitý
Z víceatomových kationtů si uvedeme pouze dva:
NH4+ kation amonný H3O+ oxonium
Jednoduché anionty
Názvy jednoatomových aniontů, víceatomových aniontů tvořených stejným prvkem a aniontů odvozených od binárních sloučenin s vodíkem mají koncovku „–id“, při pojmenování samotného aniontu pak „–idový“, např.:
H– anion hydridový N3– anion nitridový
F– anion fluoridový C4– anion karbidový
O2– anion oxidový B3– anion boridový
S
2– anion sulfidový
I3– anion trijodidový NH2– anion amidový
O22– anion peroxidový CN– anion kyanidový
OH– anion hydroxidový C22– anion acetylidový
Oxoanionty
Jako oxoanionty označujeme anionty odvozené od kyslíkatých kyselin a jejich derivátů. Jejich název se tvoří kořenem jména centrálního prvku a zakončením odpovídajícím jeho oxidačnímu číslu (viz Tabulka 2).
NO2– anion dusitanový SO42– anion síranový
ClO– anion chlornanový ClO4– anion chloristanový
Pokud je hodnota náboje aniontu vyšší než 2–, mělo by být toto číslo součástí názvu, ale u běžně používaných sloučenin se někdy vynechává:
PO43– anion fosforečnanový(3–) nebo fosforečnanový
BO33– anion boritanový(3–)
SiO44- anion křemičitanový(4–) – zde je nutno uvést náboj, protože existuje rovněž anion křemičitanový(2–): SiO32–
Názvy oxokyselin
Název kyslíkatých kyselin je složen z podstatného jména „kyselina“ a přídavného jména tvořeného kořenem názvu centrálního atomu se zakončením odpovídajícím oxidačnímu stupni centrálního atomu:
HNO3 kyselina dusičná H2CrO4 kyselina chromováPokud kyselina obsahuje více než dva vodíky, může se jejich počet uvést číslovkovou předponou (tri-, tetra- atd.) a slovem „hydrogen“. Pokud existují analogické oxokyseliny s různým obsahem vodíku a kyslíku, je nutno počet vodíků uvést. Alternativně můžeme v jejím názvu uvést počet kyslíků a počet vodíků pak dopočítat:
HIO4 kyselina jodistá nebo tetraoxojodistá
H3IO5 kyselina trihydrogenjodistá nebo pentaoxojodistá
H5IO6 kyselina pentahydrogenjodistá nebo
hexaoxojodistá
Deriváty oxokyselin
Pokud ve struktuře oxokyseliny nebo oxoaniontu nahradíme jeden nebo více kyslíků sírou (oba mají v tomto případě stejné oxidační číslo, tedy O–II a S–II), vyznačíme tuto skutečnost v názvu předponou „thio-“ , doplněnou případně počtem nahrazených kyslíků:
H2MoO2S2 kyselina dithiomolybdenová
H2SO3S kyselina thiosírová (lze psát rovněž H2S2O3)
CS32– trithiouhličitanový anion
Záměnu O–II peroxidovou skupinou O22– v názvu vyznačíme předponou „peroxo-“ , doplněnou případně počtem nahrazených kyslíků:
H2SO5 kyselina peroxosírová
S2O82– peroxodisíranový anion
poznámka: Pozor na výpočet oxidačního čísla centrálního atomu – v peroxidové skupině (O22–) má každý kyslík formální oxidační číslo –I. Pokud to nevezmeme v úvahu a počítali bychom se všemi kyslíky v oxidačním stavu –II, pak nám v H2SO5 vyjde oxidační číslo síry +VIII, což odporuje pravidlu o maximálním možném oxidačním stavu prvku podle periodické tabulky.
Názvy oxidů, hydroxidů a solí
Název je tvořen vždy podstatným jménem aniontu následovaným přídavným jménem kationtu (přestože povaha látky nemusí být iontová, např. oxid uhelnatý), nikoliv naopak:
NaCl chlorid sodný (nikoliv sodný chlorid)
Mn2O7 oxid manganistý
Na2O2 peroxid sodný
Ca(OH)2 hydroxid vápenatý
KClO3 chlorečnan draselný
(NH4)2SO4 síran amonný
V názvu hydrátu se počet molekul vody vyjádří pomocí jednoduché číslovkové předpony (di- tri- atd.), slova „hydrát“ a názvu soli ve 2. pádě:
CuSO4.5H2O pentahydrát síranu měďnatého
Anionty odvozené od oxokyselin mohou někdy obsahovat kyselý (odštěpitelný) vodík. Jeho přítomnost v názvu vyznačíme číslovkovou předponou a slovem „hydrogen“:
KHSO4 hydrogensíran draselný
LiH2PO4 dihydrogenfosforečnan lithný