L'étude d'un sujet aussi intéressant que la chimie devrait commencer par les bases, à savoir la classification et la nomenclature des composés chimiques. Cela vous aidera à ne pas vous perdre dans une science aussi complexe et à mettre toutes les nouvelles connaissances à leur place.
Bref sur les choses principales
La nomenclature des composés chimiques est un système qui comprend tous les noms de produits chimiques, leurs groupes, classes et règles, à l'aide desquels la formation des mots de leurs noms a lieu. Quand a-t-il été développé ?
La première nomenclature de la chimie. composés a été développé en 1787 par la Commission des chimistes français sous la direction de A. L. Lavoisier. Jusque-là, les noms étaient donnés arbitrairement aux substances: selon certains signes, selon les méthodes d'obtention, selon le nom du découvreur, etc. Chaque substance peut avoir plusieurs noms, c'est-à-dire des synonymes. La Commission a décidé que toute substance ne devrait avoir qu'un seul nom; le nom d'une substance complexe peut être composé de deux mots indiquant le typeet le sexe de la connexion, et ne doit pas contredire les normes linguistiques. Cette nomenclature des composés chimiques est devenue un modèle pour la création au début du XIXe siècle de nomenclatures de diverses nationalités, dont la russe. Cela sera discuté plus loin.
Types de nomenclature des composés chimiques
Il semble qu'il soit tout simplement impossible de comprendre la chimie. Mais si vous regardez les deux types de nomenclature chimique. connexions, vous pouvez voir que tout n'est pas si compliqué. Quel est ce classement ? Voici deux types de nomenclature de composés chimiques:
- inorganique;
- bio.
Qu'est-ce que c'est ?
Substances simples
La nomenclature chimique des composés inorganiques est constituée des formules et des noms des substances. Une formule chimique est une image de symboles et de lettres qui reflète la composition d'une substance en utilisant le système périodique de Dmitry Ivanovich Mendeleev. Le nom est l'image de la composition d'une substance à l'aide d'un mot ou d'un groupe de mots spécifique. La construction des formules est effectuée selon les règles de la nomenclature des composés chimiques et, en les utilisant, la désignation est donnée.
Le nom de certains éléments est formé à partir de la racine de ces noms en latin. Par exemple:
- С - Carbone, lat. carboneum, racine "glucide". Exemples de composés: CaC - carbure de calcium; CaCO3 - carbonate de calcium.
- N - Azote, lat. nitronium, racine "nitr". Exemples de composés: NaNO3 - nitrate de sodium; Ca3N2 - nitrure de calcium.
- H - Hydrogène, lat. hydrogénium,racine hydraulique. Exemples de composés: NaOH - hydroxyde de sodium; NaH - hydrure de sodium.
- O - Oxygène, lat. oxygenium, racine "boeuf". Exemples de composés: CaO - oxyde de calcium; NaOH - hydroxyde de sodium.
- Fe - Fer, lat. ferrum, racine "ferr". Exemples composés: K2FeO4 - ferrate de potassium et ainsi de suite.
Les préfixes sont utilisés pour décrire le nombre d'atomes dans un composé. Dans le tableau, à titre d'exemple, les substances de la chimie organique et inorganique sont prises.
| Nombre d'atomes | Préfixe | Exemple |
| 1 | mono- | monoxyde de carbone - CO |
| 2 | di- | dioxyde de carbone - CO2 |
| 3 | trois- | triphosphate de sodium - Na5R3O10 |
| 4 | tétro- | tétrahydroxoaluminate de sodium - Na[Al(OH)4] |
| 5 | penta- | pentanol - С5Н11OH |
| 6 | hexa- | hexane - C6H14 |
| 7 | hepta- | heptène - C7H14 |
| 8 | octa- | octine - C8H14 |
| 9 | nona- | nonane - C9H20 |
| 10 | déca- | Dean - C10H22 |
Biosubstances
Avec les composés de la chimie organique, tout n'est pas aussi simple qu'avec les inorganiques. Le fait est que les principes de la nomenclature chimique des composés organiques reposent sur trois types de nomenclature à la fois. À première vue, cela semble surprenant et déroutant. Cependant, ils sont assez simples. Voici les types de nomenclature des composés chimiques:
- historique ou banal;
- systématique ou international;
- rationnel.
Actuellement, ils sont utilisés pour donner un nom à un composé organique particulier. Considérons chacun d'eux et assurons-nous que la nomenclature des principales classes de composés chimiques n'est pas aussi compliquée qu'il n'y paraît.
Trivial
Il s'agit de la toute première nomenclature apparue au début du développement de la chimie organique, alors qu'il n'existait ni classification des substances ni théorie de la structure de leurs composés. Les composés organiques ont reçu des noms aléatoires en fonction de la source de production. Par exemple, l'acide malique, l'acide oxalique. De plus, les critères de distinction par lesquels les noms ont été donnés étaient la couleur, l'odeur et les propriétés chimiques. Cependant, ce dernier a rarement servi de raison, car pendant cette période, relativement peu d'informations étaient connues sur les possibilités du monde organique. Cependant, de nombreux noms de cette nomenclature plutôt ancienne et étroite sont souvent utilisés à ce jour. Par exemple: acide acétique, urée, indigo (cristaux violets), toluène, alanine, acide butyrique et bien d'autres.
Rationnel
Cette nomenclatureest née à partir du moment où la classification et la théorie unifiée de la structure des composés organiques sont apparues. Il a un caractère national. Les composés organiques tirent leur nom du type ou de la classe à laquelle ils appartiennent, selon leurs caractéristiques chimiques et physiques (acétylènes, cétones, alcools, éthylènes, aldéhydes, etc.). À l'heure actuelle, une telle nomenclature n'est utilisée que dans les cas où elle donne une idée visuelle et plus détaillée du composé en question. Par exemple: méthylacétylène, diméthylcétone, alcool méthylique, méthylamine, acide chloroacétique et similaires. Ainsi, à partir du nom, il devient immédiatement clair en quoi consiste le composé organique, mais l'emplacement exact des groupes substituants ne peut pas encore être déterminé.
International
Son nom complet est la nomenclature internationale systématique des composés chimiques IUPAC (IUPAC, Union internationale de chimie pure et appliquée, Union internationale de chimie pure et appliquée). Il a été développé et recommandé par les congrès IUPAC en 1957 et 1965. Les règles de la nomenclature internationale, publiées en 1979, ont été rassemblées dans le Livre bleu.
Le fondement de la nomenclature systématique des composés chimiques est la théorie moderne de la structure et de la classification des substances organiques. Ce système vise à résoudre le principal problème de nomenclature: le nom de tous les composés organiques doit comporter les noms corrects des substituants (fonctions) et de leur support - hydrocarburesquelette. Elle doit être telle qu'elle puisse être utilisée pour déterminer la seule formule structurale correcte.
Le désir de créer une nomenclature chimique unitaire pour les composés organiques est né dans les années 80 du XIXème siècle. Cela s'est produit après la création par Alexander Mikhailovich Butlerov de la théorie de la structure chimique, dans laquelle il y avait quatre dispositions principales qui racontent l'ordre des atomes dans une molécule, le phénomène d'isomérie, la relation entre la structure et les propriétés d'une substance, ainsi que l'influence des atomes les uns sur les autres. Cet événement eut lieu en 1892 au Congrès des Chimistes à Genève, qui approuva les règles de la nomenclature des composés organiques. Ces règles ont été incluses dans les organiques appelées la nomenclature de Genève. Sur cette base, le populaire livre de référence Beilstein a été créé.
Naturellement, avec le temps, la quantité de composés organiques a augmenté. Pour cette raison, la nomenclature se complique tout le temps, et de nouveaux ajouts surgissent, qui sont annoncés et adoptés au congrès suivant, tenu en 1930 dans la ville de Liège. Les innovations reposaient sur la commodité et la concision. Et maintenant, la nomenclature internationale systématique a absorbé certaines des dispositions de Genève et de Liège.
Ainsi, ces trois types de systématisation sont les principes de base de la nomenclature chimique des composés organiques.
Classification des composés simples
Il est maintenant temps de se familiariser avec le plus intéressant: la classification des substances organiques et inorganiques.
Maintenant le mondedes milliers de composés inorganiques différents sont connus. Il est presque impossible de connaître tous leurs noms, formules et propriétés. Par conséquent, toutes les substances de la chimie inorganique sont divisées en classes qui regroupent tous les composés selon une structure et des propriétés similaires. Cette classification est indiquée dans le tableau ci-dessous.
| Substances inorganiques | |
| Simple | Métal (métaux) |
| Non-métallique (non-métaux) | |
| Amphoteric (amphigènes) | |
| Gaz rares (aérogènes) | |
| Complexe | Oxydes |
| Hydroxydes (bases) | |
| Sels | |
| Composés binaires | |
| Acides | |
Pour la première division, nous avons utilisé le nombre d'éléments d'une substance. Si à partir d'atomes d'un élément, alors c'est simple, et si à partir de deux ou plus - complexe.
Considérons chaque classe de substances simples:
- Les métaux sont les éléments situés dans les premier, deuxième et troisième groupes (à l'exception du bore) du tableau périodique de D. I. Mendeleïev, ainsi que les éléments des décennies, les lantonoïdes et les octinoïdes. Tous les métaux ont des propriétés physiques (ductilité, conductivité thermique et électrique, lustre métallique) et chimiques (réduction, interaction avec l'eau, l'acide, etc.) communes.
- Les non-métaux comprennent tous les éléments des huitième, septième et sixième groupes (à l'exception du polonium), ainsi que l'arsenic, le phosphore, le carbone (du cinquième groupe), le silicium, le carbone (du quatrième groupe) et le bore (à partir de la troisième).
- AmphoteriqueLes composés sont les composés qui peuvent présenter les propriétés des non-métaux et des métaux. Par exemple, l'aluminium, le zinc, le béryllium, etc.
- Les gaz nobles (inertes) comprennent des éléments du huitième groupe: radon, xéon, krypton, argon, néon, hélium. Leur propriété commune est une faible activité.
Étant donné que toutes les substances simples sont composées d'atomes du même élément du tableau périodique, leurs noms coïncident généralement avec les noms de ces éléments chimiques du tableau.
Pour distinguer les concepts "d'élément chimique" et de "substance simple", malgré la similitude des noms, vous devez comprendre ce qui suit: à l'aide du premier, une substance complexe se forme, elle se lie à les atomes d'autres éléments, il ne peut être considéré séparément comme des substances. Le deuxième concept nous permet de savoir que cette substance a ses propres propriétés, sans être associée à d'autres. Par exemple, il y a de l'oxygène qui fait partie de l'eau et il y a de l'oxygène que nous respirons. Dans le premier cas, l'élément en tant que partie du tout est l'eau, et dans le second cas, en tant que substance en soi, que l'organisme des êtres vivants respire.
Considérez maintenant chaque classe de substances complexes:
- Les oxydes sont une substance complexe composée de deux éléments, dont l'un est l'oxygène. Les oxydes sont: basiques (lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, ils forment des bases), amphotères (formés à l'aide de métaux amphotères), acides (formés par des non-métaux dans des états d'oxydation de +4 à +7), doubles (formés avec le participation des métaux à différentsdegrés oxydants) et non salifiants (par exemple, NO, CO, N2O et autres).
- Les hydroxydes comprennent des substances qui ont dans leur composition un groupe - OH (groupe hydroxyle). Ils sont: basiques, amphotères et acides.
- Les sels sont appelés de tels composés complexes, qui comprennent un cation métallique et un anion d'un résidu acide. Les sels sont: milieu (cation métallique + anion résidu acide); acide (cation métallique + atome(s) d'hydrogène non substitué(s) + résidu acide); basique (cation métallique + résidu acide + groupe hydroxyle); double (deux cations métalliques + résidu acide); mixte (cation métallique + deux résidus acides).
- Un composé binaire est un composé à deux éléments ou un composé à plusieurs éléments, ne comprenant pas plus d'un cation, ou anion, ou un cation complexe, ou anion. Par exemple, KF, CCl4, NH3 et ainsi de suite.
- Les acides comprennent ces substances complexes dont les cations sont exclusivement des ions hydrogène. Leurs anions négatifs sont appelés résidus acides. Ces composés complexes peuvent être oxygénés ou anoxiques, monobasiques ou dibasiques (selon le nombre d'atomes d'hydrogène), forts ou faibles.
Classification des composés organiques
Comme vous le savez, toute classification est basée sur certaines caractéristiques. La classification moderne des composés organiques est basée sur deux caractéristiques les plus importantes:
- structure du squelette carboné;
- présence de groupes fonctionnels dans la molécule.
Un groupe fonctionnel est un atome ou un groupe d'atomes dont dépendent les propriétés des substances. Ils déterminent à quelle classe appartient un composé particulier.
| Hydrocarbures | ||
| Acyclique | Limite | |
| Illimité | Éthylène | |
| Acétylène | ||
| Diène | ||
| Cyclique | Cycloalcanes | |
| Aromatique | ||
- alcools (-OH);
- aldéhydes (-COH);
- acides carboxyliques (-COOH);
- amines (-NH2).
Pour le concept de la première division des hydrocarbures en classes cycliques et acycliques, il est nécessaire de se familiariser avec les types de chaînes carbonées:
- Linéaire (les carbones sont disposés le long d'une ligne droite).
- Branche (l'un des carbones de la chaîne a une liaison avec les trois autres carbones, c'est-à-dire qu'une branche se forme).
- Fermé (les atomes de carbone forment un anneau ou un cycle).
Les carbones qui ont des cycles dans leur structure sont appelés cycliques, et les autres sont appelés acycliques.
Une brève description de chaque classe de composés organiques
- Les hydrocarbures saturés (alcanes) ne sont pas capables d'ajouter de l'hydrogène et d'autres éléments. Leur formule générale est C H2n+2. Le représentant le plus simple des alcanes est le méthane (CH4). Tous les composés ultérieurs de cette classe sont similaires au méthane dans leur structure etpropriétés, mais en diffèrent dans la composition par un ou plusieurs groupes -CH2-. Une telle série de composés qui obéissent à ce modèle est appelée homologue. Les alcanes sont capables d'entrer dans des réactions de substitution, de combustion, de décomposition et d'isomérisation (transformation en carbones ramifiés).
- Les cycloalcanes sont similaires aux alcanes, mais ont une structure cyclique. Leur formule est C H2n. Ils peuvent participer à des réactions d'addition (par exemple, hydrogène, devenant des alcanes), de substitution et de déshydrogénation (abstraction d'hydrogène).
- Les hydrocarbures insaturés de la série éthylène (alcènes) comprennent les hydrocarbures de formule générale C H2n. Le représentant le plus simple est l'éthylène - C2H4. Ils ont une double liaison dans leur structure. Les substances de cette classe sont impliquées dans les réactions d'addition, de combustion, d'oxydation, de polymérisation (le processus de combinaison de petites molécules identiques en plus grandes). Les hydrocarbures
- diènes (alcadiènes) ont la formule C H2n-2. Ils possèdent déjà deux doubles liaisons et sont capables d'entrer dans des réactions d'addition et de polymérisation.
- Acétylène (alcynes) diffère des autres classes en ayant une triple liaison. Leur formule générale est C H2n-2. Le représentant le plus simple - l'acétylène - C2H2. Entrez dans les réactions d'addition, d'oxydation et de polymérisation.
- Les hydrocarbures aromatiques (arènes) sont ainsi nommés car certains d'entre eux ont une odeur agréable. Ils ont une structure cyclique. Leur formule générale est CH2n-6. Le représentant le plus simple est le benzène - C6H6. Ils peuvent subir des réactions d'halogénation (remplacement d'atomes d'hydrogène par des atomes d'halogène), de nitration, d'addition et d'oxydation.
