К бинарным соединениям относятся:
– гидриды (соединения с водородом);
– галиды (соединения с галогенами: фториды, хлориды, бромиды, иодиды, астатиды);
– оксиды (соединения с кислородом);
– сульфиды (соединения с серой);
– селениды (соединения с селеном);
– теллуриды (соединения с теллуром);
– нитриды (соединения с азотом);
– фосфиды (соединения с фосфором);
– арсениды (соединения с мышьяком);
– карбиды (соединения с углеродом);
– силициды (соединения с кремнием);
– бориды (соединения с бором).
В номенклатуре присоединения состав бинарных соединений может быть описан последовательным перечислением названий элементов, групп или их производных, вместе с числительными приставками. Например, сначала называется катион в именительном падеже, а затем анион с суффиксом - ид: SiS2 –кремний дисульфид, Li3N – литий нитрид, K2O2 – дикалий диоксид.
В русском языке более привычен другой порядок слов: сначала анион в именительном падеже, затем катион в родительном падеже (дисульфид кремния, нитрид лития, диоксид дикалия). В настоящее время почти не употребляют числительные приставки перед катионной частью. Стехиометрические соотношения атомов в молекуле лучше выражать с помощью системы Штока или Эвенса-Бассета, которые также являются составной частью правил ИЮПАК.
По системе Штока степень окисления элемента указывается римской цифрой, которая ставится в круглых скобках сразу же после названия элемента. Обозначения Штока применяют как к катионам, так и к анионам (FeCl2 – хлорид железа (II), MnO2 – оксид марганца (IV)).
По системе Эвенса-Бассета заряд иона указывается арабскими цифрами со знаком заряда в круглых скобках сразу же после названия иона (HgCl2 – хлорид ртути (2+)).
Комиссия ИЮПАК справедливо считает, что можно применять некоторые, разумно сложившиеся и прочно вошедшие в употребление тривиальные названия, например, сода (Na2CO3), поташ (K2CO3), медный купорос (CuSO4∙5H2O), негашеная известь (CaO). Однако следует отказаться от псевдонаучных устарелых названий типа сульфат магнезии (MgSO4), азотный ангидрид (N2O5), карбонат извести (CaCO3) и др.
Координационная номенклатура была развита для неорганических координационных соединений. Первоначально термин «координационное соединение» относился к молекулам или ионам, содержащим атом А, к которому присоединяются другие атомы В или группы С в количестве, превышающем то, которое соответствует классической или стехиометрической валентности атома А. Однако, система номенклатуры, разработанная для соединений, охватываемых этим определением, оказалась применимой для более широкого класса соединений, для чего и было снято ограничение «в количестве превышающем…». Определение приняло вид: любое вещество, образованное присоединением одного или нескольких ионов и (или) молекул к одному или к большему числу ионов или атомов, может быть названо, согласно этой системе, координационным соединением. Атом, к которому присоединяются другие атомы или группы (лиганды), называют центральным или ядерным. Например, сульфат меди (II) CuSO4 можно назвать следующим образом: тетраоксосульфат (VI) меди (II).
Заместительная номенклатура широко применяется для органических соединений, но она употребляется и в неорганической химии, в частности для соединений, родственных гидридам, в которых водород заменен на радикал. Эта номенклатура более гибкая, чем номенклатура присоединения. Названия исходных гидридов определяют длину цепей, размер колец и т.д., а замещение атомов водорода на характеристические группы всех видов приводит к простым названиям для громадного числа соединений. Например (CH3)2AsH – диметиларсин, F3SiNH2 – трифторосиланамин, PCl5 – пентахлорофосфоран.
Существование нескольких различных систем номенклатуры привело к альтернативным названиям для многих соединений. Такая гибкость весьма полезна в некоторых случаях, но излишнее число возможных альтернатив может затруднить понимание. Поэтому комиссия по номенклатуре неорганической химии поощряет использование координационной номенклатуры. Заместительная номенклатура признана и развивается для тех областей, где она наиболее целесообразна. Номенклатура присоединения считается полезной для обозначения состава не очень сложных соединений. Таким образом, одно и тоже вещество можно называть по различным номенклатурам. Например: SiCl4 – кремний тетрахлорид (простая бинарная номенклатура); тетрахлорокремний (координационная); тетрахлоросилан (заместительная).
Ниже будут рассмотрены более детально оксиды, представляющие собой важнейший класс неорганических соединений.
Сложные соединения, состоящие из атомов трех и более элементов, объединяют в группу так называемых соединений – атов. К ним относятся кислоты, основания, амфотерные гидроксиды и соли.
Следует отметить, что рассмотренные принципы классификации и номенклатурные правила не позволяют в полной мере охватить все неорганические соединения. Сложность возникает при названии веществ макромолекулярного строения – полимеров. В последнее время большое внимание уделяется разработке номенклатурных правил по названию полимеров.
Наука о полимерах – одна из самых молодых химических наук (особенно химия неорганических полимеров). В круг задач комиссии ИЮПАК, как и национальных комиссий, входит создание терминологии и определений, терминов; правил записи химических формул полимеров; номенклатуры полимеров (органических, элементоорганических и неорганических), классификации полимеров.
В 1974 г. был издан документ ИЮПАК «Основные определения терминов, относящихся к полимерам». В этом документе, прежде всего, был уточнен термин «полимер». Раньше в понятие «полимер» вкладывали понятие высокомолекулярного соединения. Изучение структур многих, особенно неорганических веществ, показало, что не все макромолекулярные вещества состоят из многократно повторяющихся атомов или групп атомов. Полимером следует считать вещество, характеризующееся многократным повторением одинаковых или разных атомов или групп атомов (составных звеньев), связанных друг с другом в количествах, достаточных для того, чтобы комплекс свойств не изменялся заметно при уменьшении или увеличении молекул на одно или небольшое число составных звеньев.
ОКСИДЫ
Оксиды – это бинарные соединения атомов металлов или неметаллов с атомами кислорода.
При названии оксидов (как и всех бинарных соединений) в анионной части используют суффикс - ид. Для указания стехиометрических соотношений предлагаются два варианта: либо использовать приставки, образованные от греческих числительных, либо указывать степень окисления окисления римскими цифрами (система Штока). Например:
N2O – оксид диазота или оксид азота (I);
NO – монооксид азота или оксид азота (II);
NO2 – диоксид азота или оксид азота (IV);
N2O5 – пентаоксид диазота или оксид азота (V).
Из приведенных примеров видно, что с использованием греческих числительных название звучит крайне непривычно, поэтому вместо пентаоксид диазота и тому подобных, вероятно, лучше пользоваться названиями по системе Штока.
Классификацию оксидов можно представить в виде схемы:
ОКСИДЫ
