Номенклатура оснований и гидратов

Основания называются по международной номенклатуре гидроксидами, по русской химической номенклатуре — гидроокисями.

Номенклатура оснований подчиняется в принципе тем же правилам, что и для бинарных соединений. Наименования оснований складываются из названия электроположительной составляющей и слова гидроксид. Для металлов, имеющих различные степени окисления и образующих несколько оснований, к слову гидроксид добавляют приставки моно-, ди- и т.д. или указывают степень окисления:

КОН - калий гидроксид

Мо(ОН)₂ - магний гидроксид

Fe(ОН)₂ - железо гидроксид, железо (II) гидроксид.

Термины «смешанные оксиды» и смешанные гидроксиды» не рекомендуются. Такие соединения нужно назвать двойными, тройными и т.д.

У оксидов и гидроксидов металлы перечисляются в алфавитном порядке, например, AlLiMn₂O₄(OH)₄ – алюминий литий димарганец (IV) тетрагидроксид тетраоксид.

Окончание -ат теперь является принятым окончанием для анионов и его не следует использовать для молекулярных соединений. Однако одно исключение признается. В соответствии со своим окончанием гидрат теперь твердо применяется для соединений, содержащих кристаллизационную воду, и допускается для обозначения воды, связанной неопределенным образом. Названия гидратов можно образовывать из названий отдельных соединений, записывая их через дефис и указывая в конце число молекул арабскими цифрами, разделенными дробной чертой:

3CdSO₄· 8H₂O - кадмий сульфат-гидрат (3/8)

Na₂CO₃ ·10H₂O - натрий карбонат-гидрат (1/10) или натрий карбонат декагидрат

Al₂(SO₄)₃·H₂SO₄·24H₂O-алюминий сульфат-калий сульфат-гидрат (1/1/24)

В случае, если имеются данные о структуре, возможно, например, такое обозначение: Fe(H₂O)₆SO₄·H₂O - гексаакважелезо (II) сульфат моногидрат.

Амфотерность гидроксидов и оксидов  химическое свойство, заключающееся в образовании ими двух рядов солей, например, для гидроксида и оксида алюминия:

(а) 2Al(OH)₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O;

(б) 2Al(OH)₃ + Na₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂O

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O

Так, гидроксид и оксид алюминия в реакциях (а) проявляют свойства основных гидроксидов и оксидов, то есть реагируют с кислотными гидроксидам и оксидом, образуя соответствующую соль  сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃. В реакциях (б) они же проявляют свойства кислотных гидроксидов и оксидов, т.е. реагируют с основными гидроксидом и оксидом, образуя соль - диоксоалюминат (III) натрия NaAlO₂. В первом случае элемент алюминий проявляет свойство металла и входит в состав электроположительной составляющей (Al³⁺), во втором - свойство неметалла и входит в состав электроотрицательной составляющей формулы соли (AlO₂^).

Если указанные реакции протекают в водном растворе, то состав образующихся солей меняется, но присутствие алюминия в катионе и анионе остаётся:

2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = [Al(H₂O)₆]₂(SO₄)₃

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

Здесь квадратными скобками выделены комплексные ионы [Al(H₂O)₆]³⁺ - катион гексаакваалюминия (III), [Al(OH)₄]^ - тетрагидроксоалюминат(III)-ион.

Элементы, проявляющие в соединениях металлические и неметаллические свойства, называют амфотерными, к ним относятся элементы А-групп Периодической системы  Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po и др., а также большинство элементов Б-групп  Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au и др. Амфотерные оксиды называют так же, как и основные, например:

Таблица 2.

Амфотерные гидроксиды (если степень окисления элемента превышает + II) могут находиться в орто - или (и) мета - форме. Приведем примеры амфотерных гидроксидов:

Таблица 3.

Амфотерным оксидам не всегда соответствуют амфотерные гидроксиды, поскольку при попытке получения последних образуются гидратированные оксиды, например:

Таблица 4.

Если амфотерному элементу в соединениях отвечает несколько степеней окисления, то амфотерность соответствующих оксидов и гидроксидов (следовательно, и амфотерность самого элемента) будет выражена по-разному. Для низких степеней окисления у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание основных свойств, а у самого элемента металлических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав катионов. Для высоких степеней окисления, напротив, у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание кислотных свойств, а у самого элемента неметаллических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав анионов. Так, оксид и гидроксид марганца (II) проявляет основные свойства, и сам марганец входит в состав катионов типа - [Mn(H₂O)₆]²⁺. У оксида и гидроксида марганца (VII) доминируют кислотные свойства, а сам марганец входит в состав аниона типа - MnO₄^-. Амфотерным гидроксидам с большим преобладанием кислотных свойств приписывают формулы и названия по образцу кислотных гидроксидов, например, НMn^VIIO₄ - марганцовая кислота.

Таким образом, деление элементов на металлы и неметаллы условное; между элементами (Na, K, Ca, Ba и др.) с чисто металлическими и элементами (F, O, N, Cl, S, C и др.) с чисто неметаллическими свойствами существует большая группа элементов с амфотерными свойствами.

Номенклатура солей

Простые соли относятся к классу бинарных соединений, и их названия образуют из названий составных ионов. Названия солей, содержащих не полностью замещенный в кислоте водород («кислые соли»), с добавлением слова «водород». В случае необходимости перед водородом указывается числовой префикс. За водородом без пробела следует название аниона:

NaHCO₃ - натрий водородкарбонат

LiH₂PO₄ - литий диводородфосфат

KHS - калий водородсульфид

В формулах двойных, тройных и других солей катионы, кроме водорода, перечисляются в алфавитном порядке. Водород называется последним среди катионов. Если необходимо отметить присутствие какого-либо конкретного гидратированного катиона, его рассматривают как комплексный ион и указывают в названии в порядке алфавита:

KMgF₃ - калий магний фторид

NaTl (NO₃)₂ - натрий таллий (I) нитрат,

или натрий таллий динитрат

Na(UO₂)₃[Zn(H₂O)₆](C₂H₃O₂)₉ - нонаацетат гексааквацинк натрий

триуранил (VI)

Оксидные и гидроксидные («основные») соли для целей номенклатуры следует рассматривать как двойные соли, содержащие анионы О^2- и НО^-. Сначала указывают название металла, затем слово «оксид» или «гидроксид», а затем название кислотного остатка:

BiClO - висмут оксид хлорид

MgCl(OH) - магний гидроксид хлорид

VOSO₄ - ванадий (IV) оксид сульфат

ZrCl₂O · 8H₂O - цирконий оксид дихлорид октагидрат.

Кислые и основные соли могут быть превращены в средние соли взаимодействием с соответствующим основным и кислотным гидроксидом, например:

Ca(HSO₄)₂ + Ca(OH) = 2CaSO₄ + 2H₂O

Ca₂SO₄(OH)₂ + H₂SO₄ = 2CaSO₄ + 2H₂O

По Правилам IUPAC 1970 г. названия кислых солей имеют приставку "гидро-" (hydrogen-) и числовые приставки, если это необходимо; за приставкой гидро- без пробела следует название соответствующего аниона.

Соединение слова hydrogen с названием аниона в одно слово необычно для английской и американской химической номенклатуры. Обоснованием введения этого правила в английский химический язык является понимание того, что при диссоциации кислых солей образуется кислый анион, например [HCO₃]^-, в публикациях Chemical Abstracts слитное написание не используется. В русской номенклатуре, наоборот, термины типа гидрокарбонат широко используются.

Например, Na2HPO4 – натрия гидрофосфат;

NaH2PO4 – натрия дигидрофосфат.

Следует заметить, что такие названия кислых солей, как бикарбонат (bicarbonate) или бисульфат (bisulfate), являются устаревшими, и их применение не разрешается. Кислые анионы следует называть аналогичным способом, например, НСО₃^- - гидрокарбонат-ион (hydrogencarbonate ion).

Названия основных солей следует строить по правилам наименования солей с несколькими анионами, при этом названия оксо- для О^2- и гидроксо- для ОН^- перечисляются наряду с названиями других анионов.

Например, (CuOH)2CO3 - меди гидроксокарбонат;

AI(OH)2 NO3 – алюминия дигидроксонитрат.

Основные соли диссоциируют на катион, содержащий гидроксогруппу и анион кислотного остатка:

(CuOH)2CO3 <→ 2CuOH⁺ + CO3 ^2-

гидроксомеди - катион

AI(OH)2 NO3 < ----- > AI(OH)₂^- + NO₃^-

дигидроксоалюминия - катион

С точки зрения электролитической диссоциации основным солям дают названия

(CuOH)2CO3 - гидроксомеди карбонат;

AI(OH)2 NO3 – дигидроксоалюминия нитрат.

В английских названиях не следует соединять названия анионов, например, нельзя писать hydroxichloride, но следует писать chloride hydroxyde (в русском языке названия отделяются дефисом).

По правилам IUPAC, различают оксосоли, содержащие О^2-, и гидроксосоли, содержащие ОН^-, например: MgCl(OH)-гидроксид-хлорид магния (magnesium chloride hydroxide), BiClO-оксид-хлорид висмута (bismuth chloride oxide).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: