O estudo de um assunto tão interessante como a química deve começar com o básico, ou seja, a classificação e nomenclatura dos compostos químicos. Isso ajudará você a não se perder em uma ciência tão complexa e a colocar todos os novos conhecimentos em seu lugar.
Resumidamente sobre as principais coisas
A nomenclatura dos compostos químicos é um sistema que inclui todos os nomes dos produtos químicos, seus grupos, classes e regras, com a ajuda do qual ocorre a formação das palavras de seus nomes. Quando foi desenvolvido?
A primeira nomenclatura de chem. compostos foi desenvolvido em 1787 pela Comissão de químicos franceses sob a liderança de A. L. Lavoisier. Até então, os nomes eram dados arbitrariamente às substâncias: de acordo com alguns sinais, de acordo com os métodos de obtenção, de acordo com o nome do descobridor, e assim por diante. Cada substância pode ter vários nomes, ou seja, sinônimos. A Comissão decidiu que qualquer substância deveria ter apenas um único nome; o nome de uma substância complexa pode consistir em duas palavras que indicam o tipoe o gênero da conexão, não devendo contradizer as normas linguísticas. Essa nomenclatura de compostos químicos tornou-se um modelo para a criação no início do século XIX de nomenclaturas de várias nacionalidades, inclusive russa. Isso será discutido mais adiante.
Tipos de nomenclatura de compostos químicos
Parece que é simplesmente impossível entender a química. Mas se você olhar para os dois tipos de nomenclatura química. conexões, você pode ver que nem tudo é tão complicado. Qual é essa classificação? Aqui estão dois tipos de nomenclatura de compostos químicos:
- inorgânico;
- orgânico.
O que são?
Substâncias simples
A nomenclatura química dos compostos inorgânicos são as fórmulas e nomes das substâncias. Uma fórmula química é uma imagem de símbolos e letras que reflete a composição de uma substância usando o sistema periódico de Dmitry Ivanovich Mendeleev. O nome é a imagem da composição de uma substância usando uma palavra específica ou grupo de palavras. A construção das fórmulas é realizada de acordo com as regras da nomenclatura dos compostos químicos e, usando-as, é dada a designação.
O nome de alguns elementos é formado a partir da raiz desses nomes em latim. Por exemplo:
- С - Carbono, lat. carboneum, raiz "carboidrato". Exemplos de compostos: CaC - carboneto de cálcio; CaCO3 - carbonato de cálcio.
- N - Nitrogênio, lat. nitrogênio, raiz "nitr". Exemplos de compostos: NaNO3 - nitrato de sódio; Ca3N2 - nitreto de cálcio.
- H - Hidrogênio, lat. hidrogênio,raiz hídrica. Exemplos de compostos: NaOH - hidróxido de sódio; NaH - hidreto de sódio.
- O - Oxigênio, lat. oxigênio, raiz "boi". Exemplos de compostos: CaO - óxido de cálcio; NaOH - hidróxido de sódio.
- Fe - Ferro, lat. ferrum, raiz "ferr". Exemplos compostos: K2FeO4 - ferrato de potássio e assim por diante.
Prefixos são usados para descrever o número de átomos em um composto. Na tabela, por exemplo, são tomadas substâncias da química orgânica e inorgânica.
| Número de átomos | Prefixo | Exemplo |
| 1 | mono- | monóxido de carbono - CO |
| 2 | di- | dióxido de carbono - CO2 |
| 3 | três- | trifosfato de sódio - Na5R3O10 |
| 4 | tetro- | tetrahidroxoaluminato de sódio - Na[Al(OH)4] |
| 5 | penta- | pentanol - С5Н11OH |
| 6 | hexa- | hexano - C6H14 |
| 7 | hepta- | hepteno - C7H14 |
| 8 | octa- | octina - C8H14 |
| 9 | nona- | nonano - C9H20 |
| 10 | deca- | Dean - C10H22 |
Orgânicosubstâncias
Com compostos da química orgânica, nem tudo é tão simples quanto com os inorgânicos. O fato é que os princípios da nomenclatura química dos compostos orgânicos são baseados em três tipos de nomenclatura ao mesmo tempo. À primeira vista, isso parece surpreendente e confuso. No entanto, eles são bem simples. Aqui estão os tipos de nomenclatura de compostos químicos:
- histórico ou trivial;
- sistemático ou internacional;
- racional.
Atualmente, eles são usados para dar um nome a um determinado composto orgânico. Vamos considerar cada um deles e garantir que a nomenclatura das principais classes de compostos químicos não seja tão complicada quanto parece.
Trivial
Esta é a primeira nomenclatura que apareceu no início do desenvolvimento da química orgânica, quando não havia uma classificação de substâncias nem uma teoria da estrutura de seus compostos. Os compostos orgânicos receberam nomes aleatórios de acordo com a fonte de produção. Por exemplo, ácido málico, ácido oxálico. Além disso, os critérios distintivos pelos quais os nomes foram dados foram cor, cheiro e propriedades químicas. No entanto, este último raramente serviu como motivo, porque durante esse período de tempo relativamente pouca informação era conhecida sobre as possibilidades do mundo orgânico. No entanto, muitos nomes dessa nomenclatura bastante antiga e estreita são frequentemente usados até hoje. Por exemplo: ácido acético, uréia, índigo (cristais roxos), tolueno, alanina, ácido butírico e muitos outros.
Racional
Esta nomenclaturasurgiu a partir do momento em que surgiram a classificação e a teoria unificada da estrutura dos compostos orgânicos. Tem caráter nacional. Os compostos orgânicos recebem seus nomes pelo tipo ou classe a que pertencem, de acordo com suas características químicas e físicas (acetilenos, cetonas, álcoois, etilenos, aldeídos etc.). Atualmente, essa nomenclatura é usada apenas nos casos em que dá uma ideia visual e mais detalhada do composto em questão. Por exemplo: metilacetileno, dimetilcetona, álcool metílico, metilamina, ácido cloroacético e semelhantes. Assim, a partir do nome fica imediatamente claro em que consiste o composto orgânico, mas a localização exata dos grupos substituintes ainda não pode ser determinada.
Internacional
Seu nome completo é a nomenclatura sistemática internacional de compostos químicos IUPAC (IUPAC, União Internacional de Química Pura e Aplicada, União Internacional de Química Pura e Aplicada). Foi desenvolvido e recomendado pelos congressos da IUPAC em 1957 e 1965. As regras de nomenclatura internacional, publicadas em 1979, foram coletadas no Livro Azul.
O fundamento da nomenclatura sistemática dos compostos químicos é a teoria moderna da estrutura e classificação das substâncias orgânicas. Este sistema visa resolver o principal problema de nomenclatura: o nome de todos os compostos orgânicos deve incluir os nomes corretos dos substituintes (funções) e seu suporte - hidrocarbonetoesqueleto. Deve ser tal que possa ser usado para determinar a única fórmula estrutural correta.
O desejo de criar uma nomenclatura química unitária para compostos orgânicos surgiu na década de 80 do século XIX. Isso aconteceu após a criação por Alexander Mikhailovich Butlerov da teoria da estrutura química, na qual havia quatro disposições principais que falam sobre a ordem dos átomos em uma molécula, o fenômeno do isomerismo, a relação entre a estrutura e as propriedades de uma substância, bem como a influência dos átomos uns sobre os outros. Este evento ocorreu em 1892 no Congresso de Químicos de Genebra, que aprovou as regras para a nomenclatura dos compostos orgânicos. Essas regras foram incluídas na orgânica chamada nomenclatura de Genebra. Com base nele, foi criado o popular livro de referência de Beilstein.
Naturalmente, com o tempo, a quantidade de compostos orgânicos cresceu. Por isso, a nomenclatura foi se complicando cada vez mais e surgiram novos acréscimos, que foram anunciados e adotados no congresso seguinte, realizado em 1930 na cidade de Liège. As inovações foram baseadas em conveniência e concisão. E agora a nomenclatura internacional sistemática absorveu algumas das disposições de Genebra e Liège.
Assim, esses três tipos de sistematização são os princípios básicos da nomenclatura química dos compostos orgânicos.
Classificação de compostos simples
Agora é hora de conhecer o mais interessante: a classificação das substâncias orgânicas e inorgânicas.
Agora o mundomilhares de compostos inorgânicos diferentes são conhecidos. É quase impossível conhecer todos os seus nomes, fórmulas e propriedades. Portanto, todas as substâncias da química inorgânica são divididas em classes que agrupam todos os compostos de acordo com uma estrutura e propriedades semelhantes. Essa classificação é mostrada na tabela abaixo.
| Substâncias Inorgânicas | |
| Simples | Metal (metais) |
| Não metálicos (não metais) | |
| Anfotérico (anfígenos) | |
| Gases nobres (aerógenos) | |
| Complexo | Óxidos |
| Hidróxidos (bases) | |
| Sais | |
| Compostos Binários | |
| Ácidos | |
Para a primeira divisão, usamos quantos elementos uma substância consiste. Se de átomos de um elemento, então é simples, e se de dois ou mais - complexo.
Vamos considerar cada classe de substâncias simples:
- Os metais são os elementos localizados no primeiro, segundo e terceiro grupos (exceto boro) da tabela periódica de D. I. Mendeleev, assim como elementos de décadas, lantonóides e octinoides. Todos os metais têm propriedades físicas comuns (ductilidade, condutividade térmica e elétrica, brilho metálico) e químicas (redução, interação com água, ácido etc.).
- Não-metais incluem todos os elementos do oitavo, sétimo, sexto (exceto polônio), bem como arsênio, fósforo, carbono (do quinto grupo), silício, carbono (do quarto grupo) e boro (da terceira).
- AnfotéricoCompostos são aqueles compostos que podem exibir as propriedades de não metais e metais. Por exemplo, alumínio, zinco, berílio e assim por diante.
- Os gases nobres (inertes) incluem elementos do oitavo grupo: radônio, xeon, criptônio, argônio, neônio, hélio. Sua propriedade comum é a baixa atividade.
Como todas as substâncias simples são compostas por átomos do mesmo elemento da Tabela Periódica, seus nomes geralmente coincidem com os nomes desses elementos químicos da tabela.
Para distinguir entre os conceitos de "elemento químico" e "substância simples", apesar da semelhança de nomes, você precisa entender o seguinte: com a ajuda do primeiro, uma substância complexa é formada, ela se liga a os átomos de outros elementos, não podem ser considerados substâncias separadamente. O segundo conceito permite-nos saber que esta substância tem propriedades próprias, sem estar associada a outras. Por exemplo, há oxigênio que faz parte da água e há oxigênio que respiramos. No primeiro caso, o elemento como parte do todo é a água, e no segundo caso, como substância em si, que o organismo dos seres vivos respira.
Agora considere cada classe de substâncias complexas:
- Os óxidos são uma substância complexa que consiste em dois elementos, um dos quais é o oxigênio. Os óxidos são: básicos (quando dissolvidos em água, formam bases), anfotéricos (formados com a ajuda de metais anfotéricos), ácidos (formados por não metais em estados de oxidação de +4 a +7), duplos (formados com a participação de metais em diferentesgraus de oxidação) e não formadores de sal (por exemplo, NO, CO, N2O e outros).
- Hidróxidos incluem substâncias que possuem em sua composição um grupo - OH (grupo hidroxila). São eles: básicos, anfotéricos e ácidos.
- Sais são chamados de compostos complexos, que incluem um cátion metálico e um ânion de um resíduo ácido. Os sais são: meio (catião metálico + anião resíduo ácido); ácido (catião metálico + átomo(s) de hidrogénio não substituído(s) + resíduo ácido); básico (catião metálico + resíduo ácido + grupo hidroxilo); duplo (dois cátions metálicos + resíduo ácido); misturado (cátion metálico + dois resíduos de ácido).
- Um composto binário é um composto de dois elementos ou um composto de vários elementos, incluindo não mais do que um cátion, ou ânion, ou um cátion complexo, ou ânion. Por exemplo, KF, CCl4, NH3 e assim por diante.
- Ácidos incluem tais substâncias complexas cujos cátions são exclusivamente íons de hidrogênio. Seus ânions negativos são chamados de resíduos ácidos. Esses compostos complexos podem ser oxigenados ou anóxicos, monobásicos ou dibásicos (dependendo do número de átomos de hidrogênio), fortes ou fracos.
Classificação de compostos orgânicos
Como você sabe, qualquer classificação é baseada em certas características. A classificação moderna de compostos orgânicos é baseada em duas características mais importantes:
- estrutura do esqueleto de carbono;
- presença de grupos funcionais na molécula.
Um grupo funcional são os átomos ou um grupo de átomos dos quais dependem as propriedades das substâncias. Eles determinam a qual classe um determinado composto pertence.
| Hidrocarbonetos | ||
| Acíclico | Limite | |
| Ilimitado | Etileno | |
| Acetileno | ||
| Diene | ||
| Ciclico | Cicloalcanos | |
| Aromático | ||
- álcoois (-OH);
- aldeídos (-COH);
- ácidos carboxílicos (-COOH);
- aminas (-NH2).
Para o conceito da primeira divisão dos hidrocarbonetos em classes cíclicas e acíclicas, é necessário conhecer os tipos de cadeias de carbono:
- Linear (os carbonos são dispostos ao longo de uma linha reta).
- Ramificado (um dos carbonos da cadeia tem ligação com os outros três carbonos, ou seja, forma-se um ramo).
- Fechado (os átomos de carbono formam um anel ou ciclo).
Os carbonos que possuem ciclos em sua estrutura são chamados de cíclicos, e os demais são chamados de acíclicos.
Uma breve descrição de cada classe de compostos orgânicos
- Os hidrocarbonetos saturados (alcanos) não são capazes de adicionar hidrogênio e quaisquer outros elementos. Sua fórmula geral é C H2n+2. O representante mais simples dos alcanos é o metano (CH4). Todos os compostos subsequentes desta classe são semelhantes ao metano em sua estrutura epropriedades, mas diferem em composição por um ou mais grupos -CH2-. Essa série de compostos que obedecem a esse padrão é chamada de homóloga. Os alcanos são capazes de entrar em reações de substituição, combustão, decomposição e isomerização (transformação em carbonos ramificados).
- Cicloalcanos são semelhantes aos alcanos, mas têm uma estrutura cíclica. Sua fórmula é C H2n. Eles podem participar de reações de adição (por exemplo, hidrogênio, tornando-se alcanos), substituição e desidrogenação (abstração de hidrogênio).
- Os hidrocarbonetos insaturados da série do etileno (alcenos) incluem hidrocarbonetos com a fórmula geral C H2n. O representante mais simples é o etileno - C2H4. Eles têm uma ligação dupla em sua estrutura. As substâncias desta classe estão envolvidas nas reações de adição, combustão, oxidação, polimerização (o processo de combinação de pequenas moléculas idênticas em maiores). Hidrocarbonetos
- Dieno (alcadienos) têm a fórmula C H2n-2. Eles já possuem duas ligações duplas e são capazes de entrar em reações de adição e polimerização.
- Acetileno (alcinos) diferem de outras classes por terem uma ligação tripla. Sua fórmula geral é C H2n-2. O representante mais simples - acetileno - C2H2. Entra nas reações de adição, oxidação e polimerização.
- Os hidrocarbonetos aromáticos (arenos) são assim chamados porque alguns deles têm um cheiro agradável. Eles têm uma estrutura cíclica. Sua fórmula geral é CH2n-6. O representante mais simples é o benzeno - C6H6. Podem sofrer reações de halogenação (substituição de átomos de hidrogênio por átomos de halogênio), nitração, adição e oxidação.
