تسمية المركبات الكيميائية: مجموعة الأسماء والأنواع والتصنيف

2024 مؤلف: Angel Austin | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-18 03:56

يجب أن تبدأ دراسة موضوع مثير للاهتمام مثل الكيمياء بالأساسيات ، وهي تصنيف وتسمية المركبات الكيميائية. سيساعدك هذا على عدم الضياع في مثل هذا العلم المعقد ووضع كل المعارف الجديدة في مكانها.

باختصار عن الأشياء الرئيسية

تسميات المركبات الكيميائية هي نظام يشمل جميع أسماء المواد الكيميائية ومجموعاتها وفئاتها وقواعدها ، والتي يتم بمساعدتها تكوين كلمات أسمائها. متى تم تطويره؟

التسمية الأولى للكيمياء. تم تطوير المركبات في عام 1787 من قبل لجنة الكيميائيين الفرنسيين تحت قيادة A. L Lavoisier. حتى ذلك الحين كانت تسمي المواد تعسفيا: حسب بعض العلامات ، حسب طرق الحصول عليها ، حسب اسم المكتشف ، وهكذا. يمكن أن تحتوي كل مادة على عدة أسماء ، أي المرادفات. قررت اللجنة أن أي مادة ينبغي أن يكون لها اسم واحد فقط ؛ قد يتكون اسم المادة المعقدة من كلمتين تدلان على النوعوجنس الاتصال ، ويجب ألا يتعارض مع معايير اللغة. أصبحت هذه التسمية للمركبات الكيميائية نموذجًا للإنشاء في بداية القرن التاسع عشر للتسميات من جنسيات مختلفة ، بما في ذلك الروسية. سيتم مناقشة هذا أكثر.

أنواع تسميات المركبات الكيميائية

يبدو أنه من المستحيل فهم الكيمياء. ولكن إذا نظرت إلى نوعي التسميات الكيميائية. اتصالات ، يمكنك أن ترى أن كل شيء ليس معقدًا للغاية. ما هو هذا التصنيف؟ فيما يلي نوعان من مصطلحات المركبات الكيميائية:

غير عضوي ؛
عضوي.

ما هم؟

مواد بسيطة

التسمية الكيميائية للمركبات غير العضوية هي الصيغ وأسماء المواد. الصيغة الكيميائية هي صورة للرموز والحروف التي تعكس تكوين مادة باستخدام النظام الدوري لديمتري إيفانوفيتش مندليف. الاسم هو صورة تكوين مادة باستخدام كلمة معينة أو مجموعة كلمات. يتم إنشاء الصيغ وفقًا لقواعد تسمية المركبات الكيميائية ، وباستخدامها ، يتم إعطاء التسمية.

يتكون اسم بعض العناصر من جذر هذه الأسماء في اللاتينية. على سبيل المثال:

С - كربون ، لات. كاربونيوم ، جذر "الكربوهيدرات". أمثلة على المركبات: كربيد الكالسيوم - كربيد الكالسيوم ؛ CaCO_{3- كربونات الكالسيوم.}

N - النيتروجين ، اللات. النيتروجين ، جذر "النيتروجين". أمثلة على المركبات: NaNO₃- نترات الصوديوم ؛ Ca₃N_{2- نيتريد الكالسيوم.}
H - الهيدروجين ، اللات. الهيدروجين ،جذر مائي. أمثلة على المركبات: هيدروكسيد الصوديوم - هيدروكسيد الصوديوم. NaH - هيدريد الصوديوم.
O - الأكسجين ، اللات. الأكسجين ، جذر "الثور". أمثلة على المركبات: CaO - أكسيد الكالسيوم ؛ هيدروكسيد الصوديوم - هيدروكسيد الصوديوم

Fe - حديد ، لات. ferrum ، جذر "ferr". أمثلة مركبة: K₂FeO_{4- فيريت البوتاسيوم وما إلى ذلك.}

البادئات تستخدم لوصف عدد الذرات في المركب. في الجدول ، على سبيل المثال ، تم أخذ مواد من كل من الكيمياء العضوية وغير العضوية.

عدد الذرات	بادئة	مثال
1	مونو-	أول أكسيد الكربون - CO
2	دي-	ثاني أكسيد الكربون - CO₂
3	ثلاثة-	ثلاثي فوسفات الصوديوم - Na₅R₃O₁₀
4	تترو-	رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم - Na [Al (OH)_4]
5	بنتا-	بنتانول - С₅Н_11OH
6	سداسي-	الهكسان - C₆H₁₄
7	هيبتا-	هيبتين - C₇H₁₄
8	ثماني-	octine - C₈H₁₄
9	nona-	nonane - C₉H₂₀
10	عشاري-	عميد - C₁₀H₂₂

عضويالمواد

مع مركبات الكيمياء العضوية ، كل شيء ليس بهذه البساطة كما هو الحال مع المواد غير العضوية. الحقيقة هي أن مبادئ التسمية الكيميائية للمركبات العضوية تستند إلى ثلاثة أنواع من التسميات في وقت واحد. للوهلة الأولى ، يبدو هذا مفاجئًا ومربكًا. ومع ذلك ، فهي بسيطة للغاية. فيما يلي أنواع مصطلحات المركبات الكيميائية:

تاريخي أو تافه ؛
منهجي أو دولي ؛
عقلاني

حاليًا ، يتم استخدامها لإعطاء اسم لمركب عضوي معين. دعونا نفكر في كل منها ونتأكد من أن تسمية الفئات الرئيسية للمركبات الكيميائية ليست معقدة للغاية كما تبدو.

تافه

هذه هي التسمية الأولى التي ظهرت في بداية تطور الكيمياء العضوية ، عندما لم يكن هناك تصنيف للمواد ولا نظرية لتركيب مركباتها. تم تعيين أسماء عشوائية للمركبات العضوية حسب مصدر الإنتاج. على سبيل المثال ، حمض الماليك ، حمض الأكساليك. كما أن المعايير المميزة التي أعطيت بها الأسماء هي اللون والرائحة والخواص الكيميائية. ومع ذلك ، نادرًا ما كان هذا الأخير سببًا ، لأنه خلال هذه الفترة الزمنية لم يُعرف سوى القليل نسبيًا من المعلومات حول إمكانيات العالم العضوي. ومع ذلك ، غالبًا ما يتم استخدام العديد من الأسماء الخاصة بهذه التسمية القديمة والضيقة إلى يومنا هذا. على سبيل المثال: حمض الخليك ، واليوريا ، والنيلي (بلورات أرجوانية) ، والتولوين ، والألانين ، وحمض الزبد وغيرها الكثير.

عقلاني

هذه التسميةنشأت منذ اللحظة التي ظهر فيها التصنيف والنظرية الموحدة لهيكل المركبات العضوية. لها طابع وطني. تحصل المركبات العضوية على أسمائها من النوع أو الفئة التي تنتمي إليها ، وفقًا لخصائصها الكيميائية والفيزيائية (الأسيتيلين ، والكيتونات ، والكحوليات ، والإيثيلين ، والألدهيدات ، وما إلى ذلك). في الوقت الحاضر ، يتم استخدام مثل هذه التسمية فقط في الحالات التي تعطي فيها فكرة مرئية وأكثر تفصيلاً عن المركب المعني. على سبيل المثال: ميثيل أسيتيلين ، ثنائي ميثيل كيتون ، كحول ميثيل ، ميثيل أمين ، حمض كلورو أسيتيك وما شابه. وبالتالي ، من الاسم يتضح على الفور ما يتكون منه المركب العضوي ، ولكن لا يمكن تحديد الموقع الدقيق للمجموعات البديلة.

الدولي

اسمها الكامل هو التسمية الدولية المنهجية للمركبات الكيميائية IUPAC (IUPAC ، الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ، الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية). تم تطويره وأوصت به مؤتمرات IUPAC في 1957 و 1965. تم جمع قواعد التسمية الدولية المنشورة عام 1979 في الكتاب الأزرق.

أساس التسمية المنهجية للمركبات الكيميائية هو النظرية الحديثة لبنية وتصنيف المواد العضوية. يهدف هذا النظام إلى حل مشكلة التسمية الرئيسية: يجب أن يتضمن اسم جميع المركبات العضوية الأسماء الصحيحة للبدائل (الوظائف) ودعمها - الهيدروكربونهيكل عظمي. يجب أن يكون بحيث يمكن استخدامه لتحديد الصيغة الهيكلية الصحيحة الوحيدة.

الرغبة في إنشاء تسمية كيميائية موحدة للمركبات العضوية نشأت في الثمانينيات من القرن التاسع عشر. حدث هذا بعد إنشاء ألكسندر ميخائيلوفيتش بتليروف لنظرية التركيب الكيميائي ، حيث كانت هناك أربعة أحكام رئيسية تتحدث عن ترتيب الذرات في الجزيء ، وظاهرة التماثل ، والعلاقة بين بنية وخصائص المادة ، وكذلك تأثير الذرات على بعضها البعض. وقع هذا الحدث في عام 1892 في مؤتمر الكيميائيين في جنيف ، والذي وافق على قواعد تسمية المركبات العضوية. تم تضمين هذه القواعد في المواد العضوية المسماة تسمية جنيف. بناءً عليه ، تم إنشاء كتاب مرجعي بيلشتاين الشهير.

بطبيعة الحال ، مع مرور الوقت ، زادت كمية المركبات العضوية. لهذا السبب ، أصبحت التسمية أكثر تعقيدًا طوال الوقت ، وظهرت إضافات جديدة ، تم الإعلان عنها واعتمادها في المؤتمر التالي ، الذي عقد في عام 1930 في مدينة لييج. كانت الابتكارات مبنية على الراحة والإيجاز. والآن استوعبت التسمية الدولية المنهجية بعض أحكام كل من جنيف ولييج.

وهكذا ، فإن هذه الأنواع الثلاثة للتنظيم هي المبادئ الأساسية للتسمية الكيميائية للمركبات العضوية.

تصنيف المركبات البسيطة

الآن حان الوقت للتعرف على الأكثر إثارة للاهتمام: تصنيف كل من المواد العضوية وغير العضوية.

الآن العالمالآلاف من المركبات غير العضوية المختلفة معروفة. يكاد يكون من المستحيل معرفة جميع الأسماء والصيغ والخصائص. لذلك ، يتم تقسيم جميع مواد الكيمياء غير العضوية إلى فئات تجمع جميع المركبات وفقًا لهيكل وخصائص متشابهة. يظهر هذا التصنيف في الجدول أدناه.

مواد غير عضوية
بسيط	معدن (معادن)
	غير فلزية (غير فلزية)
	Amphoteric (أمفيجن)
	الغازات النبيلة (aerogens)
مجمع	أكاسيد
	هيدروكسيدات (قواعد)
	أملاح
	مركبات ثنائية
	أحماض

للقسمة الأولى ، استخدمنا عدد العناصر التي تتكون منها المادة. إذا كان من ذرات عنصر واحد ، فهو بسيط ، وإذا كان من عنصرين أو أكثر - معقد.

دعونا ننظر في كل فئة من المواد البسيطة:

المعادن هي العناصر الموجودة في المجموعات الأولى والثانية والثالثة (باستثناء البورون) من الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev ، وكذلك عناصر العقود ، lantonoids و octinoids. جميع المعادن لها خصائص فيزيائية مشتركة (ليونة ، موصلية حرارية وكهربائية ، بريق معدني) وكيميائية (اختزال ، تفاعل مع الماء ، حمض ، وما إلى ذلك).
تشمل اللافلزات جميع عناصر المجموعات الثامنة والسابعة والسادسة (باستثناء البولونيوم) ، بالإضافة إلى الزرنيخ والفوسفور والكربون (من المجموعة الخامسة) والسيليكون والكربون (من المجموعة الرابعة) والبورون (من الثالث).
مذبذبالمركبات هي تلك المركبات التي يمكن أن تظهر خصائص كل من اللافلزات والمعادن. على سبيل المثال ، الألومنيوم والزنك والبريليوم وما إلى ذلك.
تشمل الغازات النبيلة (الخاملة) عناصر المجموعة الثامنة: الرادون ، الزيون ، الكريبتون ، الأرجون ، النيون ، الهيليوم. ملكيتهم المشتركة منخفضة النشاط.

نظرًا لأن جميع المواد البسيطة تتكون من ذرات من نفس العنصر في الجدول الدوري ، فإن أسمائها تتطابق عادةً مع أسماء هذه العناصر الكيميائية في الجدول.

للتمييز بين مفهومي "العنصر الكيميائي" و "المادة البسيطة" ، على الرغم من تشابه الأسماء ، تحتاج إلى فهم ما يلي: بمساعدة الأول ، يتم تكوين مادة معقدة ، ترتبط بـ ذرات العناصر الأخرى ، فلا يمكن اعتبارها مواد منفصلة. يتيح لنا المفهوم الثاني معرفة أن هذه المادة لها خصائصها الخاصة ، دون أن ترتبط بالآخرين. على سبيل المثال ، يوجد أكسجين جزء من الماء ، وهناك أكسجين نتنفسه. في الحالة الأولى ، العنصر كجزء من الكل هو الماء ، وفي الحالة الثانية ، كمادة في حد ذاتها ، يتنفسها كائن الكائنات الحية.

الآن ضع في اعتبارك كل فئة من المواد المعقدة:

الأكاسيد مادة معقدة تتكون من عنصرين أحدهما الأكسجين. الأكاسيد هي: قاعدية (عندما تذوب في الماء ، تتشكل في قواعد) ، مذبذب (تتشكل بمساعدة معادن مذبذبة) ، حمضية (تتشكل من غير فلزات في حالات أكسدة من +4 إلى +7) ، مزدوجة (تتشكل مع مشاركة المعادن في مختلفدرجات مؤكسدة) وغير ملحية (على سبيل المثال ، NO ، CO ، N_{2O وغيرها).}
الهيدروكسيدات تشمل المواد التي تحتوي في تركيبتها على مجموعة - OH (مجموعة الهيدروكسيل). وهي: قاعدية ، مذبذبة وحمضية.
تسمى الأملاح مثل هذه المركبات المعقدة ، والتي تشمل الكاتيون المعدني وأنيون بقايا الحمض. الأملاح هي: متوسطة (كاتيون معدني + أنيون بقايا حمض) ؛ حمضية (كاتيون معدن + ذرة (ذرات) هيدروجين غير مستبدلة + بقايا حمض) ؛ قاعدي (كاتيون معدني + بقايا حمض + مجموعة هيدروكسيل) ؛ مزدوج (اثنان من الكاتيونات المعدنية + بقايا حمض) ؛ مختلط (كاتيون معدن + بقايا حمضية)

المركب الثنائي هو مركب مكون من عنصرين أو مركب متعدد العناصر ، لا يتضمن أكثر من كاتيون واحد ، أو أنيون ، أو كاتيون معقد ، أو أنيون. على سبيل المثال ، KF ، CCl₄، NH_3وهكذا.
تشمل الأحماض مثل هذه المواد المعقدة التي تتكون كاتيوناتها حصريًا من أيونات الهيدروجين. تسمى الأنيونات السالبة بقايا الحمض. يمكن أن تكون هذه المركبات المعقدة مؤكسجة أو ناقصة الأكسجين أو أحادية القاعدة أو ثنائية القاعدة (حسب عدد ذرات الهيدروجين) ، قوية أو ضعيفة.

تصنيف المركبات العضوية

كما تعلم ، فإن أي تصنيف يعتمد على ميزات معينة. يعتمد التصنيف الحديث للمركبات العضوية على ميزتين مهمتين:

هيكل الهيكل الكربوني ؛
وجود مجموعات وظيفية في الجزيء.

المجموعة الوظيفية هي تلك الذرات أو مجموعة الذرات التي تعتمد عليها خصائص المواد. إنهم يحددون أي فئة ينتمي إليها مركب معين.

الهيدروكربونات
غير دوري	الحد
	غير محدود	الاثيلين
		الأسيتيلين
		دييني
دوري	ألكانات حلقي
	عطري

كحول (-OH) ؛
الألدهيدات (-COH) ؛
أحماض كربوكسيلية (-COOH) ؛

أمينات (-NH_2).

لمفهوم التقسيم الأول للهيدروكربونات إلى فئتين دوريتين وغير حلقية ، من الضروري التعرف على أنواع سلاسل الكربون:

خطي (يتم ترتيب الكربون على طول خط مستقيم).
متفرعة (أحد ذرات الكربون في السلسلة له رابطة مع الكربونات الثلاثة الأخرى ، أي يتكون فرع).
مغلق (تشكل ذرات الكربون حلقة أو دورة).

تلك الكربونات التي لها دورات في هيكلها تسمى دورية ، والباقي تسمى غير دورية.

وصف موجز لكل فئة من المركبات العضوية

الهيدروكربونات المشبعة (الألكانات) غير قادرة على إضافة الهيدروجين وأي عناصر أخرى. صيغتهم العامة هي C H_{2n + 2}. أبسط ممثل للألكانات هو الميثان (CH₄). جميع المركبات اللاحقة من هذه الفئة تشبه الميثان في هيكلها والخصائص ، ولكنها تختلف عنها في التكوين من قبل مجموعة واحدة أو أكثر -CH_{2-. تسمى هذه السلسلة من المركبات التي تخضع لهذا النمط بالمتجانسة. الألكانات قادرة على الدخول في تفاعلات الاستبدال والاحتراق والتحلل والأزمرة (التحول إلى ذرات الكربون المتفرعة).}

الألكانات الحلقية تشبه الألكانات ، لكن لها بنية دورية. صيغتهم هي C H_{2n. يمكنهم المشاركة في تفاعلات الإضافة (على سبيل المثال ، الهيدروجين ، يصبح الألكانات) ، والإحلال ونزع الهيدروجين (استخراج الهيدروجين).}

الهيدروكربونات غير المشبعة من سلسلة الإيثيلين (الألكينات) تشمل الهيدروكربونات بالصيغة العامة C H_2n. أبسط ممثل هو الإيثيلين - C₂H_{4. لديهم رابطة مزدوجة واحدة في هيكلهم. مواد من هذه الفئة تشارك في تفاعلات الإضافة ، الاحتراق ، الأكسدة ، البلمرة (عملية دمج الجزيئات الصغيرة المتماثلة في جزيئات أكبر).}

Diene (alkadienes) الهيدروكربونات لها الصيغة C H_{2n-2. لديهم بالفعل رابطان مزدوجان ويمكنهما الدخول في تفاعلات إضافة وبلمرة.}

يختلف الأسيتيلين (الألكينات) عن الفئات الأخرى في وجود رابطة ثلاثية واحدة. صيغتهم العامة هي C H_2n-2. أبسط ممثل - الأسيتيلين - C₂H_{2.أدخل في تفاعلات الإضافة والأكسدة والبلمرة.}

سميت الهيدروكربونات العطرية (أرينيس) بهذا الاسم لأن بعضها له رائحة طيبة. لديهم هيكل دوري. صيغتهم العامة هي CH_2n-6. أبسط ممثل هو البنزين - C₆H_{6. يمكن أن تخضع لتفاعلات الهالوجين (استبدال ذرات الهيدروجين بذرات الهالوجين) ، النترات ، الإضافة والأكسدة.}