Kajian subjek yang menarik seperti kimia harus dimulakan dengan asas, iaitu pengelasan dan tatanama sebatian kimia. Ini akan membantu anda untuk tidak tersesat dalam sains yang begitu kompleks dan meletakkan semua pengetahuan baharu pada tempatnya.
Secara ringkas tentang perkara utama
Nomenklatur sebatian kimia ialah sistem yang merangkumi semua nama bahan kimia, kumpulan, kelas dan peraturannya, dengan bantuan pembentukan perkataan bagi nama mereka berlaku. Bilakah ia dibangunkan?
Tamaan pertama kimia. sebatian telah dibangunkan pada tahun 1787 oleh Suruhanjaya ahli kimia Perancis di bawah pimpinan A. L. Lavoisier. Sehingga masa itu, nama diberikan kepada bahan secara sewenang-wenangnya: mengikut beberapa tanda, mengikut kaedah mendapatkan, mengikut nama penemu, dan sebagainya. Setiap bahan boleh mempunyai beberapa nama, iaitu sinonim. Suruhanjaya memutuskan bahawa mana-mana bahan harus mempunyai satu nama sahaja; nama bahan kompleks boleh terdiri daripada dua perkataan yang menunjukkan jenisdan jantina sambungan, dan tidak sepatutnya bercanggah dengan norma bahasa. Tatanama sebatian kimia ini menjadi model untuk penciptaan pada awal abad ke-19 tatanama pelbagai kewarganegaraan, termasuk Rusia. Ini akan dibincangkan lebih lanjut.
Jenis tatanama sebatian kimia
Nampaknya mustahil untuk memahami kimia. Tetapi jika anda melihat kepada dua jenis tatanama kimia. sambungan, anda dapat melihat bahawa segala-galanya tidak begitu rumit. Apakah klasifikasi ini? Berikut ialah dua jenis tatanama sebatian kimia:
- bukan organik;
- organik.
Apakah itu?
Bahan mudah
Tama kimia bagi sebatian tak organik ialah formula dan nama bahan. Formula kimia ialah imej simbol dan huruf yang mencerminkan komposisi bahan menggunakan sistem Berkala Dmitry Ivanovich Mendeleev. Nama ialah imej komposisi bahan menggunakan perkataan atau kumpulan perkataan tertentu. Pembinaan formula dijalankan mengikut peraturan tatanama sebatian kimia, dan, menggunakannya, sebutan diberikan.
Nama beberapa unsur terbentuk daripada akar nama ini dalam bahasa Latin. Contohnya:
- С - Karbon, lat. carboneum, akar "karbohidrat". Contoh sebatian: CaC - kalsium karbida; CaCO3 - kalsium karbonat.
- N - Nitrogen, lat. nitrogenium, akar "nitr". Contoh sebatian: NaNO3 - natrium nitrat; Ca3N2 - kalsium nitrida.
- H - Hidrogen, lat. hidrogenium,akar hidro. Contoh sebatian: NaOH - natrium hidroksida; NaH - natrium hidrida.
- O - Oksigen, lat. oxygenium, akar "lembu". Contoh sebatian: CaO - kalsium oksida; NaOH - natrium hidroksida.
- Fe - Besi, lat. ferrum, akar "ferr". Contoh sebatian: K2FeO4 - kalium ferrat dan sebagainya.
Awalan digunakan untuk menerangkan bilangan atom dalam sebatian. Dalam jadual, sebagai contoh, bahan kimia organik dan bukan organik diambil.
| Bilangan atom | Awalan | Contoh |
| 1 | mono- | karbon monoksida - CO |
| 2 | di- | karbon dioksida - CO2 |
| 3 | tiga- | natrium trifosfat - Na5R3O10 |
| 4 | tetro- | sodium tetrahydroxoaluminate - Na[Al(OH)4] |
| 5 | penta- | pentanol - С5Н11OH |
| 6 | heksa- | heksana - C6H14 |
| 7 | hepta- | heptene - C7H14 |
| 8 | octa- | octine - C8H14 |
| 9 | nona- | nonane - C9H20 |
| 10 | deka- | Dekan - C10H22 |
Organikbahan
Dengan sebatian kimia organik, semuanya tidak semudah dengan bahan bukan organik. Hakikatnya ialah prinsip tatanama kimia sebatian organik adalah berdasarkan tiga jenis tatanama sekaligus. Pada pandangan pertama, ini kelihatan mengejutkan dan mengelirukan. Walau bagaimanapun, mereka agak mudah. Berikut ialah jenis tatanama sebatian kimia:
- bersejarah atau remeh;
- sistematik atau antarabangsa;
- rasional.
Pada masa ini, ia digunakan untuk memberi nama kepada sebatian organik tertentu. Mari kita pertimbangkan setiap daripada mereka dan pastikan bahawa tatanama kelas utama sebatian kimia tidaklah begitu rumit seperti yang kelihatan.
Remeh
Ini adalah tatanama pertama yang muncul pada permulaan perkembangan kimia organik, apabila tiada pengelasan bahan mahupun teori struktur sebatian mereka. Sebatian organik diberi nama rawak mengikut sumber pengeluaran. Contohnya, asid malik, asid oksalik. Selain itu, kriteria pembezaan yang mana nama diberikan ialah warna, bau dan sifat kimia. Walau bagaimanapun, yang terakhir jarang menjadi alasan, kerana dalam tempoh masa ini agak sedikit maklumat yang diketahui tentang kemungkinan dunia organik. Namun begitu, banyak nama tatanama yang agak lama dan sempit ini sering digunakan sehingga ke hari ini. Contohnya: asid asetik, urea, nila (hablur ungu), toluena, alanin, asid butirik dan banyak lagi.
Rasional
Tamaan initimbul dari saat klasifikasi dan teori bersatu struktur sebatian organik muncul. Ia mempunyai ciri kebangsaan. Sebatian organik mendapat nama mereka daripada jenis atau kelas di mana ia tergolong, mengikut ciri kimia dan fizikalnya (asetilena, keton, alkohol, etilena, aldehid, dan sebagainya). Pada masa ini, tatanama seperti itu digunakan hanya dalam kes di mana ia memberikan gambaran visual dan lebih terperinci tentang kompaun yang dipersoalkan. Contohnya: metil asetilena, dimetil keton, metil alkohol, metilamin, asid kloroasettik dan seumpamanya. Oleh itu, daripada namanya ia serta-merta menjadi jelas tentang kandungan sebatian organik itu, tetapi lokasi sebenar kumpulan substituen belum dapat ditentukan.
Antarabangsa
Nama penuhnya ialah tatanama antarabangsa sistematik bagi sebatian kimia IUPAC (IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry, International Union of Pure and Applied Chemistry). Ia telah dibangunkan dan disyorkan oleh kongres IUPAC pada tahun 1957 dan 1965. Peraturan tatanama antarabangsa, diterbitkan pada tahun 1979, dikumpulkan dalam Buku Biru.
Asas tatanama sistematik sebatian kimia ialah teori moden tentang struktur dan pengelasan bahan organik. Sistem ini bertujuan untuk menyelesaikan masalah utama tatanama: nama semua sebatian organik mesti termasuk nama substituen (fungsi) yang betul dan sokongannya - hidrokarbonrangka. Ia mestilah sedemikian supaya ia boleh digunakan untuk menentukan satu-satunya formula struktur yang betul.
Keinginan untuk mencipta tatanama kimia kesatuan untuk sebatian organik berasal pada tahun 80-an abad XIX. Ini berlaku selepas penciptaan teori struktur kimia oleh Alexander Mikhailovich Butlerov, di mana terdapat empat peruntukan utama yang menceritakan tentang susunan atom dalam molekul, fenomena isomerisme, hubungan antara struktur dan sifat sesuatu bahan, serta pengaruh atom antara satu sama lain. Peristiwa ini berlaku pada tahun 1892 di Kongres Ahli Kimia di Geneva, yang meluluskan peraturan untuk tatanama sebatian organik. Peraturan ini dimasukkan ke dalam organik yang dipanggil tatanama Geneva. Berdasarkannya, buku rujukan Beilstein yang popular telah dicipta.
Sememangnya, dari masa ke masa, jumlah sebatian organik bertambah. Atas sebab ini, tatanama menjadi lebih rumit sepanjang masa, dan penambahan baru timbul, yang diumumkan dan diterima pakai pada kongres berikutnya, yang diadakan pada tahun 1930 di bandar Liege. Inovasi adalah berdasarkan kemudahan dan ringkas. Dan kini tatanama antarabangsa yang sistematik telah menyerap beberapa peruntukan kedua-dua Geneva dan Liege.
Oleh itu, ketiga-tiga jenis sistematisasi ini adalah prinsip asas tatanama kimia sebatian organik.
Pengkelasan sebatian ringkas
Kini tiba masanya untuk berkenalan dengan yang paling menarik: klasifikasi kedua-dua bahan organik dan bukan organik.
Kini duniaberibu-ribu sebatian tak organik yang berbeza diketahui. Hampir mustahil untuk mengetahui semua nama, formula dan sifatnya. Oleh itu, semua bahan kimia tak organik dibahagikan kepada kelas yang mengelompokkan semua sebatian mengikut struktur dan sifat yang serupa. Pengelasan ini ditunjukkan dalam jadual di bawah.
| Bahan bukan organik | |
| Mudah | Logam (logam) |
| Bukan logam (bukan logam) | |
| Amphoterik (amphigens) | |
| Gas mulia (aerogen) | |
| Kompleks | Oxides |
| Hidroksida (bes) | |
| Garam | |
| Kompaun Perduaan | |
| Asid | |
Untuk bahagian pertama, kami menggunakan bilangan unsur yang mengandungi bahan. Jika daripada atom satu unsur, maka ia mudah, dan jika daripada dua atau lebih - kompleks.
Mari kita pertimbangkan setiap kelas bahan mudah:
- Logam ialah unsur yang terletak dalam kumpulan pertama, kedua, ketiga (kecuali boron) dalam jadual berkala D. I. Mendeleev, serta unsur dekad, lantonoid dan oktinoid. Semua logam mempunyai sifat fizikal (kemuluran, kekonduksian haba dan elektrik, kilauan logam) dan kimia (mengurangkan, interaksi dengan air, asid dan sebagainya) yang sama.
- Bukan logam termasuk semua unsur kumpulan kelapan, ketujuh, keenam (kecuali polonium), serta arsenik, fosforus, karbon (dari kumpulan kelima), silikon, karbon (dari kumpulan keempat) dan boron (daripada yang ketiga).
- AmphoterikSebatian ialah sebatian yang boleh menunjukkan sifat-sifat bukan logam dan logam. Contohnya, aluminium, zink, berilium dan sebagainya.
- Gas mulia (lengai) termasuk unsur kumpulan kelapan: radon, xeon, krypton, argon, neon, helium. Harta bersama mereka ialah aktiviti yang rendah.
Memandangkan semua bahan ringkas terdiri daripada atom unsur yang sama dalam Jadual Berkala, nama mereka biasanya bertepatan dengan nama unsur kimia jadual ini.
Untuk membezakan antara konsep "unsur kimia" dan "bahan mudah", walaupun terdapat persamaan nama, anda perlu memahami perkara berikut: dengan bantuan yang pertama, bahan kompleks terbentuk, ia mengikat kepada atom unsur lain, ia tidak boleh dianggap sebagai bahan secara berasingan. Konsep kedua memberitahu kita bahawa bahan ini mempunyai sifatnya sendiri, tanpa dikaitkan dengan orang lain. Sebagai contoh, terdapat oksigen yang merupakan sebahagian daripada air, dan terdapat oksigen yang kita sedut. Dalam kes pertama, unsur sebagai sebahagian daripada keseluruhan adalah air, dan dalam kes kedua, sebagai bahan dalam dirinya sendiri, yang organisma makhluk hidup bernafas.
Sekarang pertimbangkan setiap kelas bahan kompleks:
- Oksida ialah bahan kompleks yang terdiri daripada dua unsur, salah satunya ialah oksigen. Oksida ialah: asas (apabila dilarutkan dalam air, ia membentuk bes), amfoterik (dibentuk dengan bantuan logam amfoterik), berasid (dibentuk oleh bukan logam dalam keadaan pengoksidaan dari +4 hingga +7), berganda (dibentuk dengan penyertaan logam dalam berbezadarjah pengoksidaan) dan tidak membentuk garam (contohnya, NO, CO, N2O dan lain-lain).
- Hidroksida termasuk bahan yang mempunyai dalam komposisinya satu kumpulan - OH (kumpulan hidroksil). Ia adalah: asas, amfoterik dan berasid.
- Garam dipanggil sebatian kompleks sedemikian, yang termasuk kation logam dan anion daripada sisa asid. Garam ialah: sederhana (kation logam + anion sisa asid); berasid (kation logam + atom hidrogen yang tidak digantikan + sisa asid); asas (kation logam + sisa asid + kumpulan hidroksil); dua kali ganda (dua kation logam + sisa asid); bercampur (kation logam + dua sisa asid).
- Sebatian binari ialah sebatian dua unsur atau sebatian berbilang unsur, termasuk tidak lebih daripada satu kation, atau anion, atau kation kompleks, atau anion. Contohnya, KF, CCl4, NH3 dan seterusnya.
- Asid termasuk bahan kompleks sedemikian yang kationnya secara eksklusif adalah ion hidrogen. Anion negatif mereka dipanggil residu asid. Sebatian kompleks ini boleh beroksigen atau anoksik, monobes atau dibasik (bergantung kepada bilangan atom hidrogen), kuat atau lemah.
Pengkelasan sebatian organik
Seperti yang anda ketahui, sebarang pengelasan adalah berdasarkan ciri tertentu. Pengelasan moden sebatian organik adalah berdasarkan dua ciri terpenting:
- struktur rangka karbon;
- kehadiran kumpulan berfungsi dalam molekul.
Kumpulan berfungsi ialah atom atau kumpulan atom yang bergantung pada sifat bahan. Mereka menentukan kelas mana sebatian tertentu tergolong.
| Hidrokarbon | ||
| Acyclic | Had | |
| Tidak terhad | Etilena | |
| Acetylene | ||
| Diene | ||
| Cyclic | Cycloalkana | |
| Aromatik | ||
- alkohol (-OH);
- aldehid (-COH);
- asid karboksilik (-COOH);
- amina (-NH2).
Untuk konsep pembahagian pertama hidrokarbon kepada kelas kitaran dan asiklik, adalah perlu untuk membiasakan diri dengan jenis rantai karbon:
- Linear (karbon disusun sepanjang garis lurus).
- Bercabang (salah satu daripada karbon rantai mempunyai ikatan dengan tiga karbon yang lain, iaitu, cabang terbentuk).
- Tertutup (atom karbon membentuk cincin atau kitaran).
Karbon yang mempunyai kitaran dalam strukturnya dipanggil kitaran, dan selebihnya dipanggil asiklik.
Penerangan ringkas tentang setiap kelas sebatian organik
- Hidrokarbon tepu (alkana) tidak mampu menambah hidrogen dan sebarang unsur lain. Formula amnya ialah C H2n+2. Wakil alkana yang paling mudah ialah metana (CH4). Semua sebatian seterusnya kelas ini adalah serupa dengan metana dalam strukturnya dansifat, tetapi berbeza daripadanya dalam komposisi oleh satu atau lebih kumpulan -CH2-. Rangkaian sebatian sedemikian yang mematuhi pola ini dipanggil homolog. Alkana boleh memasuki tindak balas penggantian, pembakaran, penguraian dan pengisomeran (transformasi menjadi karbon bercabang).
- Cycloalkana adalah serupa dengan alkana, tetapi mempunyai struktur kitaran. Formula mereka ialah C H2n. Mereka boleh mengambil bahagian dalam tindak balas penambahan (contohnya, hidrogen, menjadi alkana), penggantian dan penyahhidrogenan (abstraksi hidrogen).
- Hidrokarbon tak tepu siri etilena (alkena) termasuk hidrokarbon dengan formula am C H2n. Wakil yang paling mudah ialah etilena - C2H4. Mereka mempunyai satu ikatan berganda dalam struktur mereka. Bahan kelas ini terlibat dalam tindak balas penambahan, pembakaran, pengoksidaan, pempolimeran (proses menggabungkan molekul kecil yang serupa kepada yang lebih besar).
- Diena (alkadiena) hidrokarbon mempunyai formula C H2n-2. Mereka sudah mempunyai dua ikatan berganda dan boleh memasuki tindak balas penambahan dan pempolimeran.
- Acetylene (alkuna) berbeza daripada kelas lain dalam mempunyai satu ikatan rangkap tiga. Formula amnya ialah C H2n-2. Wakil paling mudah - asetilena - C2H2. Masukkan ke dalam tindak balas penambahan, pengoksidaan dan pempolimeran.
- Hidrokarbon aromatik (arena) dinamakan sedemikian kerana sesetengah daripadanya mempunyai bau yang menyenangkan. Mereka mempunyai struktur kitaran. Formula amnya ialah CH2n-6. Wakil yang paling mudah ialah benzena - C6H6. Mereka boleh menjalani tindak balas halogenasi (penggantian atom hidrogen oleh atom halogen), penitratan, penambahan dan pengoksidaan.
