Ορισμός Ανόργανων Ενώσεων

Σε αυτή την εργασία θα επικεντρωθούμε στη διαμόρφωση και την ονοματολογία των ανόργανων ενώσεων, από τις απλούστερες έως τις βγες έξω. Θα δουλέψουμε με βασικά οξείδια, οξείδια οξέος, υδροξείδια, οξοξέα, υδρίδια μη μετάλλων και υδρίδια μετάλλων. Τέλος, θα έρθουμε στη σύνθεση των οξοαλάτων και των υδροαλάτων.

Αν το σκεφτούμε από τη σκοπιά ενός δικτύου, μπορούμε να πούμε ότι όλα ξεκινούν από το μοριακό οξυγόνο. Αν συνδυάζεται με μέταλλα ή αμέταλλα, τα μονοπάτια διχαλώνουν. Αν συνδυαστούν με μέταλλα, σχηματίζονται βασικά οξείδια. Τότε αν αυτό το βασικό οξείδιο συνδυαστεί με Νερό, σχηματίζονται υδροξείδια.

Από την άλλη πλευρά, εάν το διατομικό οξυγόνο συνδυάζεται με αμέταλλα, σχηματίζονται οξείδια οξέος. Στη συνέχεια, εάν το όξινο οξείδιο συνδυαστεί με νερό, σχηματίζονται οξέα (οξοοξέα).

Ένα άλλο μονοπάτι ανοίγει όταν συνδυάζουμε υδρογόνο με μέταλλα ή αμέταλλα. Όταν συνδυάζονται με αμέταλλα, σχηματίζονται μη μεταλλικά υδρίδια (υδροξέα), ενώ όταν συνδυάζονται με μέταλλο σχηματίζεται ένα υδρίδιο μετάλλου.

Τέλος, ο συνδυασμός κάποιων από αυτές τις ενώσεις έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό αλάτων. Όταν ένα υδροξείδιο συνδυάζεται με ένα οξοξύ, σχηματίζεται μια οξοσάλη (συν νερό). Ενώ, όταν συνδυάζουμε ένα υδροξείδιο με ένα υδροξύ, σχηματίζεται ένα υδροάλας (περισσότερο νερό).

Για να κατανοήσουμε πώς να συνταγοποιούμε ενώσεις υπάρχουν μερικά βασικά ζητήματα που πρέπει να γνωρίζουμε. Πρώτον, ο αριθμός οξείδωσης ενός στοιχείου ή ουσία Το απλό είναι μηδέν και, από την άλλη, εάν η ένωση που σχηματίζεται είναι ουδέτερη (χωρίς φορτίο), το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης πολλαπλασιαζόμενο με την ατομικότητα του στοιχείου πρέπει να είναι μηδέν.

Εάν έχετε φορτισμένο είδος, τότε ο αριθμός οξείδωσής του είναι ίσος με το φορτίο αυτού του ιόντος, ενώ αν η ένωση φορτίζεται, το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης πολλαπλασιασμένο με την ατομικότητα του στοιχείου πρέπει να ισούται με το φορτίο του ιόν.

Επίσης, κάποιοι άλλοι βασικοί κανόνες είναι οι καταστάσεις οξείδωσης του υδρογόνου και του οξυγόνου. Γενικά, η κατάσταση οξείδωσης του οξυγόνου είναι -2 (εκτός από τα υπεροξείδια, που είναι -1). Αντίθετα, το υδρογόνο έχει αριθμό οξείδωσης +1 (με εξαίρεση όταν συνδυάζεται με μέταλλα, δρα με κατάσταση οξείδωσης -1).

Από την άλλη πλευρά, να έχετε κατά νου ότι γενικά, τα μέταλλα σχηματίζουν κατιόντα εγκαταλείποντας ηλεκτρόνια και μοιάζοντας την ηλεκτρονική τους διαμόρφωση με αυτή του πλησιέστερου ευγενούς αερίου.

Στα ακόλουθα παραδείγματα θα επιδιώξουμε να ερμηνεύσουμε τις καταστάσεις οξείδωσης και τις ατομικότητες των ακόλουθων ενώσεων, ένα βήμα που είναι βασικό για να μπορέσουμε να διαμορφώσουμε τις διαφορετικές χημικές ενώσεις:

Ας υποθέσουμε ότι η ακόλουθη ένωση:

\({{H}_{2}}S{{O}_{4}}\)

Προηγουμένως αναφέραμε ότι το υδρογόνο, γενικά, έχει κατάσταση οξείδωσης +1 ενώ το οξυγόνο -2. Έτσι, το αλγεβρικό άθροισμα μειώνεται σε:

\(2~x~\αριστερά( +1 \δεξιά)+Κατάσταση~οξείδωσης~θείου+4~x~\αριστερά( -2 \δεξιά)=0\)

Δεδομένου ότι είναι ουδέτερη ένωση, το άθροισμα πρέπει να ισούται με μηδέν (δεν έχει φορτίο). Τώρα, πολλαπλασιάζουμε κάθε κατάσταση οξείδωσης με τον αριθμό των ατόμων αυτού του στοιχείου που υπάρχουν στην ένωση (την ατομικότητά της). Έτσι, καθαρίζοντας αυτό εξίσωση, όπου το μόνο άγνωστο είναι η κατάσταση οξείδωσης του θείου, βλέπουμε ότι αυτό έχει ως αποτέλεσμα (+6). Κατά τον έλεγχο, ισχύει, αφού το θείο μπορεί να έχει αυτή την κατάσταση οξείδωσης.

Βλέπουμε ένα άλλο παράδειγμα, την περίπτωση ενός αλατιού:

\(Au{{\left(ClO \right)}_{3}}\)

Σε αυτήν την περίπτωση, βλέπουμε μια ομάδα (\(ClO\)) που εμφανίζεται τρεις φορές, επομένως η κατάσταση οξείδωσης του χρυσού θα ρυθμιστεί από αυτήν την ομάδα έκθεμα. Ο χρυσός έχει δύο πιθανές καταστάσεις οξείδωσης (+1) και (+3). Εφόσον πρόκειται για ουδέτερο αλάτι, το άθροισμα των φορτίων πρέπει να είναι 0. Εάν ο χρυσός είχε κατάσταση οξείδωσης +1, οι τρεις ομάδες του χλωρικού ανιόντος θα έπρεπε να προσθέσουν (μεταξύ των τριών) φορτίο (-1), κάτι που είναι αδύνατο. Καθώς υπάρχουν τρεις χλωρικές ομάδες, εννοείται ότι το φορτίο του χρυσού είναι (+3) ενώ κάθε χλωρική ομάδα έχει αρνητικό φορτίο, που είναι: ClO^-. Τώρα, το οξυγόνο έχει κατάσταση οξείδωσης (-2), οπότε για να είναι το φορτίο του ιόντος που προκύπτει είναι (-1), ο αριθμός οξείδωσης του χλωρίου πρέπει απαραίτητα να είναι +1.

Ονοματολογία ανόργανων ενώσεων

Κατά την ονομασία των απλούστερων και πιο ανόργανων χημικών ενώσεων, ορίζονται τρεις τύποι παγκοσμίως γνωστών ονοματολογιών. Το πρώτο βασίζεται στην ατομικότητά του, το δεύτερο είναι γνωστό με το όνομα του δημιουργού του Numera de Stock και το τρίτο και τελευταίο είναι το παραδοσιακό.

Αν ονομάσουμε τις ενώσεις με την ατομικότητά τους, πρέπει να γνωρίζουμε τα ελληνικά προθέματα (μονο-, δι-, τρι-, τετρα-, μεταξύ άλλων). Αντίθετα, εάν χρησιμοποιήσουμε την ονοματολογία Numeral Stock, η ένωση ονομάζεται και εάν το μεταλλικό στοιχείο έχει περισσότερες από μία καταστάσεις πιθανή οξείδωση του αριθμού οξείδωσης με τον οποίο παρεμβαίνει στο χημική ένωση. Τέλος, η παραδοσιακή ονοματολογία προσθέτει προθέματα και επιθήματα ανάλογα με την κατάσταση οξείδωσης. Στην περίπτωση που υπάρχει μόνο μία πιθανή κατάσταση συνάθροισης, δεν προστίθενται επιθήματα, ενώ αν είναι δύο ή περισσότερα ορίζονται τα εξής:

Δύο καταστάσεις οξείδωσης - προστίθενται τα ακόλουθα επιθέματα: στο δευτερεύον "-oso" και στο μείζον "-ico"

Τρεις καταστάσεις οξείδωσης – προστίθενται τα ακόλουθα προθέματα και επιθήματα: στο δευτερεύον «hypo-» και «-oso», στο ενδιάμεσο «-oso» και στο μείζον «-ico».

Τέσσερις καταστάσεις οξείδωσης – προστίθενται τα ακόλουθα προθέματα και επιθήματα: στο δευτερεύον «hypo-» και «-oso», στο ενδιάμεσο «-oso», στο ακόλουθο «-ico» και στο μείζον «per-» και « -ico” .

Τώρα θα δούμε κάθε συγκεκριμένη ένωση και την ονοματολογία της.

βασικά οξείδια

Θα ξεκινήσουμε με τα βασικά οξείδια, συνδυάζοντας ένα μέταλλο με μοριακό οξυγόνο:

\(4~Au+~3~{{O}_{2}}\έως 2~A{{u}_{2}}{{O}_{3}}\)

Σε αυτήν την περίπτωση, ο χρυσός έχει δύο πιθανές καταστάσεις οξείδωσης (+1) και (+3) και χρησιμοποιείτε την υψηλότερη. Έτσι η ονοματολογία συνοψίζεται σε:

Ατομική ονοματολογία: τριοξείδιο του διορίου.
Ονοματολογία αποθεμάτων: οξείδιο χρυσού(III).
Παραδοσιακή ονοματολογία: αυρικό οξείδιο.

οξείδια οξέος

Σε αυτή την περίπτωση συνδυάζουμε ένα μη μέταλλο με μοριακό οξυγόνο:

\(2~C{{l}_{2}}+~5~{{O}_{2}}\έως 2~C{{l}_{2}}{{O}_{5}} \)

Σε αυτή την περίπτωση, το χλώριο έχει τέσσερις πιθανές καταστάσεις οξείδωσης και χρησιμοποιεί το κύριο ενδιάμεσο. Έτσι η ονοματολογία συνοψίζεται σε:

Ονοματολογία ατομικότητας: διχλωροπεντοξείδιο.
Ονοματολογία αποθέματος: Οξείδιο του χλωρίου (V).
Παραδοσιακή ονοματολογία: οξείδιο του χλωρίου.

Υδροξείδια

Σχηματίζονται με συνδυασμό ενός βασικού οξειδίου με νερό, επομένως:

\(N{{a}_{2}}O+~{{H}_{2}}O~\ έως 2~NaOH\)

Στην περίπτωση αυτή, η ονοματολογία ορίζεται, γενικά, με την παραδοσιακή ονοματολογία: υδροξείδιο του νατρίου.

οξοξέα

Αποτελούνται με συνδυασμό ενός οξειδίου οξέος με νερό, για παράδειγμα στην ακόλουθη περίπτωση:

\({{N}_{2}}{{O}_{5}}+~{{H}_{2}}O~\ έως 2~HN{{O}_{3}}\)

Για να ορίσουμε το όνομά του, πρέπει να καταλάβουμε ποια κατάσταση οξείδωσης έχει το κεντρικό άτομο αζώτου. Σε αυτή την περίπτωση, μπορούμε να το πάρουμε από το οξείδιο του, όπου βλέπουμε ότι η κατάσταση οξείδωσης είναι 5, η υψηλότερη δυνατή. Πρέπει να σημειωθεί ότι το Stock υποδηλώνει την παρουσία της ομάδας που σχηματίζεται από το αμέταλλο και το οξυγόνο με το κατάληξη «-ατο». Ετσι:

Ονοματολογία κατά ατομικότητα: υδρογόνο τριοξονιτρικό.

Ονοματολογία αποθέματος: νιτρικό υδρογόνο (V).
Παραδοσιακή ονοματολογία: νιτρικό οξύ.
υδρίδια μετάλλων

Όταν συνδυάζεται το διατομικό υδρογόνο με ένα μέταλλο, σχηματίζεται ένα υδρίδιο, υπενθυμίζοντας ότι εδώ η κατάσταση οξείδωσης του υδρογόνου είναι (-1). Για παράδειγμα:

\(2~Li+{{H}_{2}}~\έως 2~LiH\)

Ατομική ονοματολογία: μονοϋδρίδιο του λιθίου
Ονοματολογία αποθέματος: υδρίδιο λιθίου (Ι).
Παραδοσιακή ονοματολογία: υδρίδιο λιθίου

υδρίδια μη μετάλλων

Γνωστά και ως υδροξέα όταν διαλύονται στο νερό, προκύπτουν από το συνδυασμό διατομικού υδρογόνου με ένα μη μέταλλο. Τέτοια είναι η περίπτωση:

\(2~Br+{{H}_{2}}~\έως 2~HBr\)

Αν είναι σε αέρια κατάσταση, προστίθεται το επίθημα «-ide»: υδροβρώμιο.

Στην περίπτωση να είσαι μέσα λύση, ονομάζεται υδροβρωμικό οξύ. Δηλαδή να αναφέρεται ως οξύ, που προέρχεται από υδρίδιο με το επίθημα «-υδρικό».

Βγες έξω

Τα άλατα που σχηματίζονται από ένα μέταλλο και ένα αμέταλλο, διατηρείται η ονοματολογία που αναφέρθηκε παραπάνω. Παράδειγμα:

\(FeC{{l}_{3}}\)

Ατομική ονοματολογία: τριχλωριούχος σίδηρος.
Ονοματολογία αποθέματος: χλωριούχος σίδηρος (III).
Παραδοσιακή ονοματολογία: χλωριούχος σίδηρος.

Αυτά τα ουδέτερα άλατα, οξοάλατα ή οξυάλατα, που προκύπτουν από το συνδυασμό ενός υδροξειδίου με ένα οξοξύ, ονομάζονται ως εξής:

\(HN{{O}_{3}}+KOH~\to KN{{O}_{3}}+~{{H}_{2}}O~\)

Σε αυτή την περίπτωση, η παραδοσιακή ονοματολογία είναι η πιο χρησιμοποιούμενη και το όνομά της θα ήταν: νιτρικό κάλιο ή νιτρικό κάλιο, αφού το μέταλλο έχει μόνο μία πιθανή κατάσταση οξείδωσης.