IUPAC-Nomenklatur der anorganischen Chemie

In der chemischen Nomenklatur stellt die IUPAC-Nomenklatur der anorganischen Chemie eine systematische Methode zur Benennung anorganischer chemischer Verbindungen dar , wie sie von der Internationalen Union für Reine und Angewandte Chemie (IUPAC) empfohlen wird. Sie ist in der „Nomenklatur der anorganischen Chemie“ (informell auch „Rotes Buch“ genannt) veröffentlicht . ^{[ 1 ]} Idealerweise sollte jede anorganische Verbindung einen Namen besitzen, aus dem sich eindeutig ihre Summenformel ableiten lässt. Es existiert auch eine IUPAC-Nomenklatur der organischen Chemie .

Die Bezeichnungen „ Koffein “ und „ 3,7-Dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-purin-2,6-dion “ bezeichnen beide dieselbe chemische Verbindung. Der systematische Name beschreibt die Struktur und Zusammensetzung des Koffeinmoleküls detailliert und ermöglicht eine eindeutige Identifizierung dieser Verbindung, während der Name „Koffein“ sie lediglich benennt. Diese Vorteile machen den systematischen Namen dem Trivialnamen deutlich überlegen, wenn absolute Klarheit und Präzision erforderlich sind. Aus Gründen der Kürze verwenden jedoch selbst professionelle Chemiker fast immer den nicht-systematischen Namen, da Koffein eine bekannte, häufig vorkommende Chemikalie mit einer einzigartigen Struktur ist. Ähnlich verhält es sich mit H₂O: _Im Englischen wird es meist einfach als Wasser bezeichnet , obwohl auch andere chemische Bezeichnungen existieren .

1. Einzelatomige Anionen werden mit dem Suffix -id benannt : zum Beispiel ist F ⁻ Fluorid .
2. Verbindungen mit einem positiven Ion ( Kation ): Der Name der Verbindung setzt sich aus dem Namen des Kations (üblicherweise identisch mit dem des Elements) und dem Namen des Anions zusammen. Beispiele hierfür sind Natriumchlorid (NaCl ) und Calciumfluorid ( _CaF₂) .
3. Kationen von Übergangsmetallen, die mehrere Ladungen aufnehmen können, werden mit römischen Ziffern in Klammern gekennzeichnet, um ihre Ladung anzugeben . Beispielsweise steht Cu⁺ ^für Kupfer(I) und Cu²⁺ ^{für Kupfer(II). Eine ältere, nicht mehr gebräuchliche Schreibweise besteht darin} , -ous oder -ic an den lateinischen Namen anzuhängen , um Ionen mit einer geringeren bzw. höheren Ladung zu bezeichnen. Nach dieser Konvention steht ^Cu⁺ für Kupfer(I) und Cu²⁺ ^für Kupfer(II). Informationen zur Benennung von Metallkomplexen finden Sie auf der Seite „ Komplexe (Chemie)“ .
4. Oxyanionen (mehratomige Anionen mit Sauerstoff) werden mit den Endungen -it bzw. -at benannt , je nachdem, ob es sich um eine geringere oder größere Menge Sauerstoff handelt. Zum Beispiel: NO₃⁻⁻ ₂ist Nitrit, während NO⁻ ₃Es handelt sich um Nitrat. Sind vier Oxoanionen möglich, werden die Präfixe Hypo- und Per- verwendet: Hypochlorit ist ClO⁻ ^, Perchlorat ist ClO₂⁻.⁻ ₄Die
5. Die Vorsilbe „bi-“ ist eine veraltete Schreibweise, die das Vorhandensein eines einzelnen Wasserstoffions anzeigt , wie in „ Natriumhydrogencarbonat “ (NaHCO₃ ₎ . Die moderne Schreibweise nennt das Wasserstoffatom explizit . Daher wird NaHCO₃ _als Natriumhydrogencarbonat ausgesprochen.

Positiv geladene Ionen werden Kationen, negativ geladene Anionen genannt. Das Kation wird immer zuerst genannt. Ionen können Metalle, Nichtmetalle oder mehratomige Ionen sein. Daher folgt auf den Namen des Metalls oder des positiv geladenen mehratomigen Ions der Name des Nichtmetalls oder des negativ geladenen mehratomigen Ions. Das positive Ion behält seinen Elementnamen, während bei einem einzelnen Nichtmetall-Anion die Endung auf -id geändert wird .

Beispiel: Natriumchlorid, Kaliumoxid oder Calciumcarbonat .

Wenn ein Metall mehrere mögliche Ionenladungen oder Oxidationszahlen aufweisen kann , wird die Bezeichnung mehrdeutig . In diesen Fällen wird die Oxidationszahl (die der Ladung entspricht) des Metallions durch eine römische Zahl in Klammern direkt hinter dem Namen des Metallions angegeben. Beispielsweise beträgt die Oxidationszahl von Uran in Uran(VI)-fluorid 6. Ein weiteres Beispiel sind die Eisenoxide. FeO ist Eisen(II)-oxid und Fe₂O₃ _{ist Eisen} (III)-oxid .

Ein älteres System verwendete Präfixe und Suffixe zur Angabe der Oxidationszahl nach folgendem Schema:

Die vier Oxosäuren des Chlors heißen daher Hypochlorige Säure (HOCl), Chlorige Säure (HOClO), Chlorsäure (HOClO₂ ₎ und Perchlorsäure (HOClO₃ ₎ , und ihre jeweiligen konjugierten Basen sind Hypochlorit- , Chlorit- , Chlorat- und Perchlorat- Ionen. Dieses System ist teilweise außer Gebrauch geraten, findet sich aber in den Trivialnamen vieler chemischer Verbindungen wieder : In der modernen Literatur finden sich nur noch wenige Hinweise auf „Eisen(III)-chlorid“ (stattdessen wird es als „Eisen(III)-chlorid“ bezeichnet), aber Bezeichnungen wie „Kaliumpermanganat“ (statt „Kaliummanganat(VII)“) und „ Schwefelsäure “ sind weit verbreitet.

Eine Ionenverbindung wird nach ihrem Kation und anschließend ihrem Anion benannt. Eine Liste möglicher Ionen finden Sie unter mehratomige Ionen .

Bei Kationen mit mehreren Ladungen wird die Ladung in römischen Ziffern in Klammern direkt hinter dem Elementnamen angegeben. Beispielsweise ist Cu( _NO₃ ) _₂ Kupfer(II)-nitrat , da die Ladung zweier Nitrat- Ionen ( NO₃⁻) gleich null ist.⁻ ₃Die Ladung beträgt 2 × −1 = −2, und da die Nettoladung der ionischen Verbindung null sein muss, trägt das Cu-Ion eine Ladung von 2+. Diese Verbindung ist daher Kupfer(II)-nitrat. Bei Kationen mit der Oxidationsstufe +4 ist die römische Zahl 4 ausschließlich als IV und nicht als IIII darzustellen.

Die römischen Ziffern geben die Oxidationszahl an , die in einfachen Ionenverbindungen (d. h. nicht in Metallkomplexen ) stets der Ionenladung des Metalls entspricht. Eine einfache Übersicht bietet [1] (archiviert am 16.10.2008 im Internet Archive) , weitere Details finden sich in den IUPAC-Regeln zur Benennung anorganischer Verbindungen (archiviert am 03.03.2016 im Internet Archive) .

Einatomige Anionen:

Cl⁻Chlorid

S²⁻Sulfid

P³⁻Phosphid

Mehratomige Ionen :

NH⁺ ₄Ammonium

H₃O⁺Hydronium

NEIN⁻ ₃Nitrat

NEIN⁻ ₂Nitrit

ClO⁻Hypochlorit

ClO⁻ ₂Chlorit

ClO⁻ ₃Chlorat

ClO⁻ ₄Perchlorat

ALSO²⁻ ₃Sulfit

ALSO²⁻ ₄Sulfat

S₂O^2– ₃Thiosulfat

HSO⁻ ₃Hydrogensulfit (oder Bisulfit )

HCO⁻ ₃Hydrogencarbonat (oder Bicarbonat )

CO²⁻ ₃Karbonat

PO³⁻ ₄Phosphat

HPO²⁻ ₄Hydrogenphosphat

H₂PO⁻ ₄Dihydrogenphosphat

CrO²⁻ ₄Chromat

Cr₂O²⁻ ₇Dichromat

BO³⁻ ₃Borat

AsO³⁻ ₄Arsenat

C₂O²⁻ ₄Oxalat

CN⁻Zyanid

SCN⁻Thiocyanat

MnO⁻ ₄Permanganat

Hydrate sind ionische Verbindungen, die Wasser aufgenommen haben. Sie werden nach dem Namen der ionischen Verbindung, gefolgt von einem numerischen Präfix und der Endung -hydrat, benannt . Die verwendeten numerischen Präfixe sind unten aufgeführt (siehe IUPAC-Zahlenmultiplikator ):

1. Mono-
2. di-
3. tri-
4. Tetra-
5. Penta-
6. Hexa-
7. Hepta-
8. Okta-
9. Nona-
10. Deka-

Zum Beispiel ist CuSO ₄ ·5H ₂ O „Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat“.

Anorganische Molekülverbindungen werden mit einem Präfix (siehe Liste oben) vor jedem Element benannt. Das elektronegativere Element steht an letzter Stelle und erhält die Endung -id . So kann beispielsweise H₂O ₍ Wasser) auch Dihydrogenmonoxid genannt werden . Organische Moleküle folgen dieser Regel nicht. Außerdem wird das Präfix Mono- nicht vor dem ersten Element verwendet; so heißt _SO₂ Schwefeldioxid und nicht „Monoschwefeldioxid“. Manchmal werden Präfixe verkürzt, wenn der Endvokal des Präfixes mit einem Anfangsvokal der Verbindung kollidiert. Dies erleichtert die Aussprache; so heißt CO „Kohlenmonoxid“ (und nicht „Monooxid“).

Das „a“ des Präfixes Penta- wird vor einem Vokal nicht weggelassen. Wie das IUPAC Red Book 2005 (Seite 69) ausführt: „Die letzten Vokale multiplikativer Präfixe sollten nicht ausgelassen werden (wobei ‚Monoxid‘ anstelle von ‚Monooxid‘ aufgrund des allgemeinen Sprachgebrauchs eine zulässige Ausnahme darstellt).“

Es gibt einige Ausnahmen und Sonderfälle, die von den obigen Regeln abweichen. Manchmal wird das Präfix vor dem ersten Atom weggelassen, selbst wenn in der chemischen Formel mehrere Exemplare dieses Atoms vorkommen: I₂O₅ _{ist als} Iodpentoxid bekannt , sollte aber Diiodpentoxid heißen . _N₂O₃ wird manchmal als Stickstoffsesquioxid bezeichnet ( Sesqui- bedeutet 1 ₎ .+1 ⁄ 2 ), obwohl das nicht die IUPAC-Bezeichnung ist.

Das wichtigste Phosphoroxid wird oft als Phosphorpentaoxid bezeichnet _. Korrekterweise müsste es Diphosphorpentaoxid heißen , aber man geht üblicherweise von zwei Phosphoratomen (P₂O₅ ₎ aus, da diese zum Ausgleich der Oxidationszahlen der fünf Sauerstoffatome benötigt werden. Allerdings ist seit Jahren bekannt, dass die korrekte Molekülstruktur P₄O₁₀ _und nicht P₂O₅ lautet _. Trotzdem _{wird es} im Allgemeinen nicht als Tetraphosphordecaoxid bezeichnet , obwohl dies die IUPAC-Bezeichnung ist.

Ammoniak wird in Formeln als NH₃ geschrieben, _obwohl Stickstoff elektronegativer ist (entsprechend der Konvention der IUPAC, siehe Tabelle VI des Roten Buches). Methan wird ebenfalls als CH₄ geschrieben, _obwohl Kohlenstoff elektronegativer ist ( Hill-System ).

Die Nomenklatur der Anorganischen Chemie , von Chemikern gemeinhin als „ Rotes Buch“ bezeichnet , ist eine Sammlung von Empfehlungen zur IUPAC-Nomenklatur, die von der IUPAC in unregelmäßigen Abständen veröffentlicht wird. Die letzte vollständige Ausgabe erschien 2005 ^{[ 2 ]} sowohl in gedruckter als auch in elektronischer Form.

• IUPAC-Nomenklatur
• IUPAC-Nomenklatur der organischen Chemie
• Liste anorganischer Verbindungen
• Kristallwasser
• IUPAC-Nomenklatur der anorganischen Chemie 2005 (das Rote Buch )
• Nomenklatur der organischen Chemie (das Blaue Buch )
• Größen, Einheiten und Symbole in der Physikalischen Chemie (das Grüne Buch )
• Kompendium der chemischen Terminologie (das Goldene Buch )
• Kompendium der analytischen Nomenklatur (das Orange Book )

• IUPAC-Website – Nomenklatur
• IUPAC (alte Website) Rotes Buch
• IUPAC (alte Website) Rotes Buch - PDF (Empfehlungen von 2005)
• Empfehlungen 2000 – Rotes Buch II (unvollständig)
• IUPAC (alte Website) Nomenklatur-Bücherreihe (allgemein bekannt als die " Farbbücher ")
• ChemTeam-Tutorial für die Oberstufe