Chemie: Tvorba názvosloví a vzorců
Chemické názvosloví představuje univerzální "jazyk chemiků", umělý systém s cílem vytvořit pro každou sloučeninu co možná nejjednodušší a jednoznačný název. České chemické názvosloví je považováno za jedno z nejdůmyslnějších a nejdokonalejších na světě.
Základní principy chemického názvosloví
Názvy téměř všech anorganických sloučenin se skládají ze dvou slov: podstatného a přídavného jména. Podstatné jméno udává typ sloučeniny (například oxid, kyselina, sulfid), zatímco přídavné jméno specifikuje prvek a jeho oxidační číslo.
Oxidační číslo
Oxidační číslo vyjadřuje formální náboj atomu v molekule, pokud by všechny vazby byly iontové. Všechna oxidační čísla, s výjimkou nuly, se značí římskými číslicemi. Mohou nabývat kladných hodnot (I+ až VIII+), záporných hodnot i hodnoty nula. U kladných oxidačních čísel se znaménko nemusí psát ani číst, nicméně pro přehlednost se často uvádí.
Křížové pravidlo
Pro určení poměru prvků ve sloučenině lze využít křížové pravidlo. Hodnotu oxidačního čísla jednoho prvku (bez ohledu na znaménko) zapíšeme jako index k druhému prvku. Pokud jsou oba indexy dělitelné stejným číslem, vydělíme je. Index 1 se tradičně nezapisuje. Například, pro oxid wolframový (WO3) bychom křížovým pravidlem odvodili W2O6, který následně zjednodušíme.
Křížové pravidlo se také používá u solí, hydroxidů a hydrogensulfidů, a to mezi kationtovou a aniontovou složkou. U komplexních sloučenin se aplikuje obdobně, i když se na první pohled může zdát, že zde neplatí.
Čtěte také: Návody na podzimní aktivity s dětmi
Periodická soustava prvků může být nápomocná při určování maximálního oxidačního čísla prvku. Prvky v A skupinách mají nejvyšší oxidační číslo odpovídající číslu skupiny (např. lithium v I.A skupině má maximální oxidační číslo I+, hliník ve III.A skupině má III+).
Elektronegativita
Elektronegativita udává schopnost atomu vázat elektrony v chemické vazbě. Čím vyšší je elektronegativita, tím silněji atom přitahuje elektrony. Francium má nejnižší elektronegativitu (0,7), zatímco fluor nejvyšší (téměř 4,0). Fluor má ve všech sloučeninách oxidační číslo I-.
Názvosloví prvků a sloučenin
Každý chemický prvek má svůj název a značku (symbol). Názvy prvků v češtině lze rozdělit do tří skupin:
- Typicky české názvy: Převážně u prvků známých od starověku (např. vodík, kyslík).
- Odvozené názvy: Český název je odvozen od mezinárodního názvu (např. zinek, vanad).
- Mezinárodní názvy: Používají se stejné názvy jako odborné, převážně z latiny či řečtiny (např. helium).
Značky prvků jsou odvozeny od mezinárodních názvů a jsou uvedeny v periodické tabulce. Používá se první nebo první a druhé písmeno odborného názvu. První písmeno je vždy velké, druhé malé.
Chemické vzorce
Chemické vzorce se skládají ze značek prvků, indexů a pomocných znaků. Existují různé typy vzorců:
Čtěte také: Tvoření vánočních zvonečků
- Stechiometrický (empirický) vzorec: Vyjadřuje poměr prvků ve sloučenině.
- Molekulový (sumární) vzorec: Udává skutečný počet atomů v molekule.
- Funkční (racionální) vzorec: Vyjadřuje charakteristické funkční skupiny.
- Strukturní (konstituční) vzorec: Udává pořadí a způsob spojení atomů v molekule.
- Elektronový vzorec: Ukazuje uspořádání valenčních elektronů.
- Geometrický (konfigurační) vzorec: Vyjadřuje prostorové uspořádání atomů.
Názvosloví dvouprvkových sloučenin
Názvy dvouprvkových (binárních) sloučenin se skládají z podstatného a přídavného jména. Podstatné jméno udává druh sloučeniny (oxid, sulfid, halogenid, hydrid, nitrid, peroxid), ve vzorci se píše vpravo a má záporné oxidační číslo. Typickou koncovkou je "-id".
Tabulka 2: Typy dvouprvkových sloučenin a jejich anionty
| Sloučenina | Anion | Obecný vzorec |
|---|---|---|
| Oxidy | O-II | MxOy |
| Halogenidy | F-I, Cl-I, Br-I, I-I | MXy |
| Sulfidy | S-II | MxSy |
| Hydridy | H-I | MHy |
| Nitridy | N-III | MxNy |
| Peroxidy | O2-II | Mx(O2)y |
Mezi dvouprvkové sloučeniny patří i bezkyslíkaté kyseliny. Jejich názvy začínají slovem "kyselina" a pokračují názvem původní sloučeniny s koncovkou "-ová" (např. HI = kyselina jodovodíková).
Názvosloví víceprvkových sloučenin
Mezi základní víceprvkové sloučeniny patří hydroxidy, kyslíkaté kyseliny a jejich soli, a komplexní sloučeniny.
Hydroxidy
Názvosloví hydroxidů je jednoduché a vychází ze stejných pravidel jako u binárních sloučenin. Anion hydroxidový obsahuje dva prvky (OH-1). Pokud je tato skupina ve sloučenině více než jednou, musí být v závorce.
Kyslíkaté kyseliny (oxokyseliny)
Názvy kyslíkatých kyselin začínají podstatným jménem "kyselina" a následuje přídavné jméno tvořené ze základu názvu přítomného prvku a zakončením podle jeho oxidačního čísla. Každá kyslíkatá kyselina má ve vzorci na prvním místě vodík a na posledním kyslík. Pokud lze od jednoho prvku v určitém oxidačním čísle vytvořit více kyselin s různými počty vodíků, přidává se před název slovo "hydrogen" a před něj počet vodíků (např. kyselina trihydrogenfosforečná).
Čtěte také: Nápady pro vánoční tvoření
- Dikyseliny: Tvořeny ze dvou molekul oxokyseliny za odštěpení jedné molekuly vody.
- Thiokyseliny: Kyslík v molekule je nahrazen sulfidickou sírou.
Soli kyslíkatých kyselin
Soli kyslíkatých kyselin jsou odvozeny od kyselin náhradou vodíkových kationtů jiným prvkem (převážně kovem). Podstatné jméno v názvu soli je odvozeno od názvu kyseliny, pouze se mění koncovka na "-an". Přídavné jméno se tvoří standardně, podle prvku a jeho oxidačního čísla. Vzorce se sestavují obdobně jako u binárních sloučenin.
- Hydrogensoli: V molekule došlo k odštěpení pouze jednoho vodíku z několika přítomných.
- Podvojné soli: Obsahují dva různé kationty. V názvu se pojmenovávají v pořadí podle zvyšujícího se oxidačního čísla, případně podle abecedy, pokud jsou oxidační čísla stejná.
- Hydráty solí: Krystalicky vázaná voda. V názvu se uvádí počet molekul vody, slovo "hydrát" a pokračuje se názvem soli. Na konec vzorce se píše . x H2O, kde x je počet molekul vody.
Kationty a anionty
Názvy kationtů jsou složené z podstatného jména "kation" a z přídavného jména, které je tvořeno z názvu prvku a koncovky vycházející z oxidačního čísla (např. kation sodný). Anionty se pojmenovávají podstatným jménem "anion" a přídavným jménem. Přídavné jméno je odvozeno od skupiny a má koncovku "-idový", případně "-anový" u aniontů odvozených od oxokyselin (např. anion chloridový, anion dusičnanový).
Koordinační sloučeniny (Komplexní sloučeniny)
Koordinační sloučeniny se skládají z centrálního atomu a ligandů. Tyto skupiny jsou k sobě vázány koordinačně-kovalentní vazbou. Koordinační sloučeniny se vyznačují vyšší vazností centrálního atomu, než je jeho oxidační číslo. Komplexní sloučenina může obsahovat komplexní kation, anion, oboje, nebo může být elektroneutrální molekulou. Vzorce komplexních sloučenin se píší do hranatých (Wernerových) závorek. Názvy jsou jednoslovné a skládají se z názvů ligandů a poté centrálního atomu. Počet ligandů se udává pomocí číslovkových předpon.
Ligandy mají specifické názvy (viz tabulka 3). Centrální atom se pojmenovává pomocí druhu prvku a jeho oxidačního čísla. Koordinační číslo centrálního atomu odpovídá počtu kovalentních vazeb, kterými se centrální atom váže s ligandy.
Tabulka 3: Příklady ligandů (upravit dle původní tabulky)
| Ligand | Název |
|---|---|
| … | … |
| … | … |
Název komplexu začíná výčtem ligandů s příslušnými číslovkovými předponami.
Příklady:
- [Cu(NH3)2(H2O)4]2+: Tato koordinační částice má kladný náboj, její název tedy bude končit kationtovou příponou. Oxidační číslo centrálního atomu odpovídá náboji koordinační částice.
- Koordinační částice je elektroneutrální, zároveň je elektroneutrální i ligand (karbonyl, tj. vlastně molekula oxidu uhelnatého). Oxidační číslo centrálního atomu tedy bude 0.
- Aby měla koordinační částice náboj 1-, musí být oxidační číslo hliníku +III, název tedy musí končit aniontovou příponou.
tags: #chemie #tvorba #názvosloví #vzorců