лучшие книги по экономике
Главная страница

Главная

Замовити роботу

Последние поступления

Форум

Создай свою тему

Карта сайта

Обратная связь

Статьи партнёров


Замовити роботу
загрузка...
Книги по
алфавиту

Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
К
Л
М
Н
О

ЕКОЛОГІЯ І ЕКОНОМІКА

Страницы [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

1.2.4. 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 та властивостей речовин, вона сприяє уніфікації понять різних галузей науки й практики, чіткішому взаєморозумінню економістів, екологів і техніків, плідній інтеграції різних наук.
Існує дві найпоширеніші міжнародні системи хімічної но-
менклатури: система Міжнародного союзу теоретичної і прикладної хімії — IUPAC* і система, розроблена Міжнародною Асоціацією наукової освіти ASE [163, Т. 1, 179, Т. 2, 309]. Обидві системи мають багато спільного. Найважливішою вимогою до будь-якої номенклатури речовин є однозначність відображення в назві речовини її хімічного складу й 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 їх 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 та спілкування представників різних галузей знань і формування інтегрованих знань. Зрозуміло, це не сприяє формуванню ефективних засобів навчально-методичного забезпечення освіти.
У нашому посібнику ми будемо дотримуватися (переважно) найбільш поширеної в міжнародних відносинах номенклатури речовин системи IUPAC**, запозичивши методологію викладання авторів посібників [163], [71].
Номенклатура неорганічних речовин
[103], [163, Т. 1, 179]
В основу системи номенклатури речовин IUPAC покладено їхній хімічний склад — найсталішу й 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 при водні — 2.
Назва — зображення складу речовини за допомогою слова чи сполучення 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 елек-
тропозитивних складових їх називають за складом формули справа наліво й 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 елек-
тронегативної 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 елек-
тролізу 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 та 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
[71, 261—267], [163, Т. 2, 309]

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 тому числі і в галузі освіти. Тому поряд із системою IUPAC у сучасній науці та практиці досить часто вживаються тривіальні назви й назви, побудовані за правилами систем, розроблених іще наприкінці минулого сторіччя — раціональної та 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 тому, 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 надто багато місця, тому ми розглянемо лише основні принципи правил і окремі приклади.
Класифікаційна номенклатура IUPAC постійно вдосконалюється, що завжди необхідно враховувати. Органічні сполуки класифікують за структурою їх вуглецевого ланцюга. Виділяють чотири основні класи:
Аліфатичні — з ланцюгом міжатомного вуглець-вуглецевого зв’язку нерозгалуженої або розгалуженої (з боковими ланцюжками) структури, з вільними кінцями, не замкнутими в кільце (цикл). Інша назва таких сполук — ациклічні або сполуки жирного ряду.
Аліциклічні — із замкненими в кільце ланцюгами атомів вуглецю.
Ароматичні — специфічні сполуки, які містять у своїй структурі цикли з шести атомів вуглецю, кожний з яких має формально тільки три рівноцінні валентності міжатомних зв’язків. Типовий представник — бензол (С6Н6). Тут ми не обговорюватимемо структурно-хімічні концепції такої будови.
Гетероциклічні — вуглеводневі сполуки, в циклі яких, крім вуглецю, є гетероатоми: кисень, азот, сірка. Типовий представник — фуран, у циклі якого чотири атоми вуглецю й один
кисню.
Крім класу ароматичних сполук, усі інші класи можуть мати в структурі вуглець-вуглецевого ланцюга прості (ординарні) зв’язки –С–С–, або кратні — подвійні –С = С–, чи потрійні –С ? С–.
Сполуки з простими вуглець-вуглецевими зв’язками називаються насиченими сполуками або алканами (тривіальна назва — парафіни) загальної формули . Треба звернути увагу на правильну назву таких сполук — вуглеводневі, і не плутати їх з вуглеводами, тобто з іншими сполуками, загальна формула яких
Назва індивідуальних насичених вуглеводневих сполук класу алканів складається з двох частин. Перша — коренева частина слова назви конкретного алкану залежить від кількості атомів вуглецю в сполуці (для одного — мет, двох — ет, трьох — проп, чотирьох — бут, п’яти — пент, шести — гекс і т. д. за грецькою назвою відповідної кількості атомів вуглецю).
Друга частина назви слова — суфікс — «ан» для всіх сполук цього класу, який вказує, що сполука є насиченою, тобто містить тільки прості –С–С– вуглецеві зв’язки. Якщо від таких сполук відняти один водень, то отримаємо їхні радикали, назви яких утворюють від назви вихідної сполуки заміною суфікса -ан на
-ил (чи -іл). Наприклад, метан (СН4) — метил (–СН3), етан (С2Н6) — етил (–С2Н5), пропан (С3Н8) — пропіл (–С3Н7) і т. д.
Назви аліфатичних сполук, які містять у структурі подвійний
–С = С– зв’язок, відрізняються від назв сполук із простими –С–С– зв’язками лише іншим суфіксом -ен. Такі сполуки мають узагальнену назву — алкени. Порівняйте назви алкенів і алканів: етен — етан, пропен — пропан, бутен — бутан і т. д.
Назви аліфатичних сполук, які містять потрійний вуглець-вуглецевий зв’язок, утворюються заміною суфікса відповідного алкану (-ан) на суфікс (-ін), наприклад, етан — етін, пропан — пропін і т. д.
Назви ізомерних сполук (які мають однаковий елементний склад, але різну хімічну структуру) утворюють за правилами, наведеними нижче.
Найпростішим аліфатичним вуглеводнем, який може мати структурні ізомери, є С4Н10:
а) з нерозгалуженим вуглецевим ланцюгом

б) з розгалуженим

Відмінність між ними та, що в першому всі атоми вуглецю поєднано один з одним в одному ланцюжку, а в другому центральний атом вуглецю поєднаний одразу з трьома атомами вуглецю та лише з одним водню.
Перші члени ряду алканів — метан, етан і пропан — існують кожен лише в одній структурній формі. Кількість можливих структурних ізомерів зростає зі збільшенням кількості атомів вуглецю в алканах. Так, С4Н10 може мати лише два структурні ізомери, а С5Н12 має вже три. Слід звернути увагу на те, що кожен ізомер має іншу структуру вуглецевого скелета, що визначає різні їхні фізичні й хімічні властивості.
Згідно з номенклатурними правилами IUPAC, називаючи ізомери, слід розглядати їх як похідні від сполуки з найдовшим нерозгалуженим ланцюгом атомів вуглецю. Такий ланцюг називається основним, або кореневим. Він дістав кореневу назву відповідного алкану, алкену чи алкіну, який має таку саму кіль­кість атомів вуглецю, і відповідний суфікс -ан, -ен, -ін. На-
приклад, якщо основний ланцюг має три атоми вуглецю, він дістає кореневу назву проп-, якщо шість — то гекс- і т. д. Побічні ланцюги мають назви за групами (радикалами), які заміщують атоми водню в основному ланцюгу. Назви радикалів наведено вище.
На місце, де радикал—замінник водню приєднується до основ­ного ланцюга, вказує порядковий номер атома вуглецю в основному ланцюгу. При цьому рахувати починають з того боку основ­ного ланцюга, до якого замінник розміщено ближче. Цей порядковий номер має особливу назву — локант, оскільки локалізує місце приєднання побічного ланцюга до основного. Схему побудови назв ізомерів вуглеводневих сполук наведено в табл. 13.
Похідні органічних сполук утворюються заміщенням у вуглеводнях атома водню на так звані функціональні групи. За утворення спиртів такою функціональною групою є гідроксильна
(–ОН), альдегідів — альдегідна (), кислот — карбоксиль­на (), кетонів — карбонільна (–), амінів — амі-
ногрупа
(), амідів — амідогрупа (), нітросполук — нітрогрупа (– NO2), ефірів (простих) — етоксигрупа
(– С – О – С –) та ін.
Властивості (фізичні й хімічні) похідних сполук більшою мірою зумовлюються саме функціональною групою, ніж вуглеводнем, від якого вони походять. Назви похідних сполук утворюють від назв відповідного вуглеводню за допомогою спеціальних префіксів і суфіксів (табл. 14).


* Абревіатура від англ. International Union of Pure and Applicated Chemistry (український відповідник — ІЮПАК)

** IUPAC читайте: «ай-ю-пі-ей-сі».

Страницы [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]


ВНИМАНИЕ! Содержимое сайта предназначено исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права принадлежат их законным правообладателям. Любое использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие или полученные в связи с использованием содержимого сайта.
© 2007-2017 BPK Group.