Химия сыяктуу кызыктуу предметти изилдөө негизгилерден, тактап айтканда химиялык кошулмалардын классификациясынан жана номенклатурасынан башталышы керек. Бул сизге мындай татаал илимде адашып калбоого жана бардык жаңы билимдерди өз ордуна коюуга жардам берет.
Негизги нерселер тууралуу кыскача
Химиялык кошулмалардын номенклатурасы – химиялык заттардын бардык аталыштарын, алардын топторун, класстарын жана эрежелерин камтыган система, алардын жардамы менен алардын аталыштарынын сөз жасалышы ишке ашат. Ал качан иштелип чыккан?
Химиянын биринчи номенклатурасы. бирикмелер 1787-жылы А. Л. Лавуазьенин жетекчилиги астында француз химиктеринин комиссиясы тарабынан иштелип чыккан. Ал мезгилге чейин заттарга ээнбаштык менен аттар берилген: кээ бир белгилери боюнча, алуу ыкмалары боюнча, ачкандын аты боюнча ж.б. Ар бир заттын бир нече аталышы, башкача айтканда, синонимдери болушу мүмкүн. Комиссия кандайдыр бир заттын бир гана аталышы болушу керек деп чечти; татаал заттын аталышы түрүн көрсөткөн эки сөздөн турушу мүмкүнжана байланыштын жынысы жана тил нормаларына карама-каршы келбеши керек. Химиялык кошулмалардын бул номенклатурасы 19-кылымдын башында түрдүү улуттардын, анын ичинде орус тилинин номенклатурасын түзүүнүн үлгүсү болуп калды. Бул дагы талкууланат.
Химиялык кошулмалардын номенклатурасынын түрлөрү
Химияны түшүнүү мүмкүн эместей көрүнөт. Бирок химиялык номенклатуранын эки түрүн карап көрсөңүз. байланыштар, сиз баары ушунчалык татаал эмес экенин көрө аласыз. Бул кандай классификация? Бул жерде химиялык кошулмалардын номенклатурасынын эки түрү бар:
- органикалык;
- органикалык.
Алар эмне?
Жөнөкөй заттар
Органикалык бирикмелердин химиялык номенклатурасы – бул заттардын формулалары жана аталыштары. Химиялык формула – бул Дмитрий Иванович Менделеевдин Мезгилдик системасы аркылуу заттын курамын чагылдырган символдордун жана тамгалардын сүрөтү. Аталышы - белгилүү бир сөздүн же сөз тобунун жардамы менен заттын курамынын сүрөтү. Формулаларды куруу химиялык кошулмалардын номенклатурасынын эрежелери боюнча ишке ашырылат жана аларды колдонуу менен белги берилет.
Кээ бир элементтердин аталышы латын тилиндеги бул аттардын уңгусунан түзүлгөн. Мисалы:
- С - Көмүртек, лат. carboneum, тамыр "карбон". Кошулмалардын мисалдары: СаС - кальций карбиди; CaCO3 - кальций карбонаты.
- N - Азот, лат. азот, тамыр "нитр". Кошулмалардын мисалдары: NaNO3 - натрий нитраты; Ca3N2 - кальций нитриди.
- H - Суутек, лат. гидроген,гидро тамыр. кошулмалардын мисалдары: NaOH - натрий гидроксиди; NaH - натрий гидриди.
- O - Кислород, лат. oxygenium, тамыр "өгүз". Кошулмалардын мисалдары: СаО - кальций оксиди; NaOH - натрий гидроксиди.
- Fe - Темир, лат. ferrum, тамыр "ferr". Курама мисалдар: K2FeO4 - калий ферраты жана башкалар.
Префикстер кошулмадагы атомдордун санын сүрөттөө үчүн колдонулат. Таблицада, мисалы, органикалык жана органикалык эмес химиянын заттары алынган.
| Атомдордун саны | Префикс | Мисалы |
| 1 | моно- | көмүртек кычкылы - CO |
| 2 | di- | көмүр кычкыл газы - CO2 |
| 3 | үч- | натрий трифосфаты - Na5R3O10 |
| 4 | tetro- | натрий тетрагидроксоалюминат - Na[Al(OH)4] |
| 5 | пента- | пентанол - С5Н11OH |
| 6 | hexa- | гексан - C6H14 |
| 7 | гепта- | гептен - C7H14 |
| 8 | окта- | octine - C8H14 |
| 9 | nona- | nonane - C9H20 |
| 10 | дека- | Декан - C10H22 |
Органикалыкзаттар
Органикалык химиянын бирикмелери менен баары органикалык заттардагыдай жөнөкөй эмес. Чындыгында, органикалык бирикмелердин химиялык номенклатурасынын принциптери бир эле учурда үч типтеги номенклатурага негизделген. Бир караганда, бул таң калыштуу жана түшүнүксүз көрүнөт. Бирок, алар абдан жөнөкөй. Бул жерде химиялык кошулмалардын номенклатурасынын түрлөрү:
- тарыхый же арзыбаган;
- системалуу же эл аралык;
- рационалдуу.
Учурда алар белгилүү бир органикалык кошулмага ат берүү үчүн колдонулат. Келгиле, алардын ар бирин карап чыгалы жана химиялык кошулмалардын негизги класстарынын номенклатурасы көрүнгөндөй татаал эмес экенине ынаналы.
Тривиалдык
Бул органикалык химиянын өнүгүшүнүн башында заттардын классификациясы да, алардын бирикмелеринин түзүлүшүнүн теориясы да болбогон кезде пайда болгон эң биринчи номенклатура. Органикалык кошулмалар өндүрүш булагына жараша кокус аттар ыйгарылган. Мисалы, алма кислотасы, оксал кислотасы. Ошондой эле, аттары берилген айырмалоочу критерийлер түс, жыт жана химиялык касиеттери болгон. Бирок, акыркы сейрек себеп катары кызмат кылган, анткени бул мезгил ичинде органикалык дүйнөнүн мүмкүнчүлүктөрү жөнүндө салыштырмалуу аз маалымат белгилүү болгон. Бирок, бул бир топ эски жана тар номенклатуранын көптөгөн аттары ушул күнгө чейин колдонулат. Мисалы: уксус кислотасы, мочевина, индиго (кызгылт көк кристаллдар), толуол, аланин, бутирик кислотасы жана башкалар.
Рационалдуу
Бул номенклатураорганикалык бирикмелердин түзүлүшүнүн классификациясы жана бирдиктүү теориясы пайда болгон учурдан тартып пайда болгон. Анын улуттук мүнөзү бар. Органикалык бирикмелер химиялык жана физикалык өзгөчөлүктөрүнө жараша (ацетилендер, кетондор, спирттер, этилендер, альдегиддер ж. Азыркы учурда, мындай номенклатура каралып жаткан кошулма жөнүндө визуалдык жана кеңири түшүнүк берген учурларда гана колдонулат. Мисалы: метилацетилен, диметилкетон, метил спирти, метиламин, хлорассус кислотасы жана ушул сыяктуулар. Ошентип, аталышынан эле органикалык кошулма эмнеден турганы айкын болот, бирок алмаштыруучу топтордун так жайгашкан жери азырынча аныктала элек.
Эл аралык
Анын толук аталышы – химиялык кошулмалардын системалуу эл аралык номенклатурасы IUPAC (IUPAC, Эл аралык таза жана прикладдык химия союзу, Таза жана прикладдык химиянын эл аралык союзу). Ал 1957 жана 1965-жылдары IUPAC конгресстери тарабынан иштелип чыккан жана сунушталган. 1979-жылы басылып чыккан эл аралык номенклатуранын эрежелери Көк китепке чогултулган.
Химиялык кошулмалардын системалык номенклатурасынын негизин органикалык заттардын түзүлүшүнүн жана классификациясынын заманбап теориясы түзөт. Бул система номенклатуранын негизги маселесин чечүүгө багытталган: бардык органикалык кошулмалардын аталышында орун басарлардын (функциялардын) туура аталышы жана аларды колдоочу – углеводород камтылууга тийиш.скелет. Ал жалгыз туура структуралык формуланы аныктоо үчүн колдонула тургандай болушу керек.
Органикалык бирикмелердин унитардык химиялык номенклатурасын түзүү каалоосу XIX кылымдын 80-жылдарында пайда болгон. Бул Александр Михайлович Бутлеров химиялык түзүлүш теориясын жараткандан кийин болгон, анда молекуладагы атомдордун тартиби, изомерия кубулушу, заттын түзүлүшүнүн жана касиеттеринин ортосундагы байланыш, ошондой эле атомдордун бири-бирине тийгизген таасири. Бул окуя 1892-жылы Женевада өткөн химиктердин конгрессинде органикалык бирикмелердин номенклатурасынын эрежелерин бекиткен. Бул эрежелер Женева номенклатурасы деп аталган органикалык заттарга киргизилген. Анын негизинде популярдуу Бейлштейн маалымдамасы түзүлгөн.
Табигый убакыттын өтүшү менен органикалык кошулмалардын саны өскөн. Ушул себептен улам, номенклатура барган сайын татаалдашып, жаңы толуктоолор пайда болуп, 1930-жылы Льеж шаарында өткөн кийинки съездде жарыяланып, кабыл алынган. Инновациялар ыңгайлуулукка жана кыскалыкка негизделген. Эми системалуу эл аралык номенклатура Женева менен Льеждин айрым жоболорун өзүнө сиңирип алды.
Ошентип, системалаштыруунун бул үч түрү органикалык бирикмелердин химиялык номенклатурасынын негизги принциптери болуп саналат.
Жөнөкөй кошулмалардын классификациясы
Эми эң кызыктуусу менен таанышууга убакыт келди: органикалык жана органикалык эмес заттардын классификациясы.
Азыр дүйнөмиңдеген түрдүү органикалык эмес бирикмелер белгилүү. Алардын бардык атын, формулаларын жана касиеттерин билүү дээрлик мүмкүн эмес. Демек, органикалык эмес химиянын бардык заттары окшош түзүлүшү жана касиеттери боюнча бардык бирикмелерди топтогон класстарга бөлүнөт. Бул классификация төмөнкү таблицада көрсөтүлгөн.
| Органикалык заттар | |
| Жөнөкөй | Метал (металлдар) |
| Металл эмес (металл эмес) | |
| Амфотердик (амфигендер) | |
| Асыл газдар (аэрогендер) | |
| Комплекс | Оксиддер |
| Гидроксиддер (негиздер) | |
| Туздар | |
| Экилик кошулмалар | |
| кислоталар | |
Биринчи бөлүү үчүн биз заттын канча элементтен тураарын колдондук. Эгерде бир элементтин атомдорунан болсо, анда ал жөнөкөй, ал эми эки же андан көп болсо - татаал.
Жөнөкөй заттардын ар бир классын карап көрөлү:
- Металлдар - Д. И. Менделеевдин мезгилдик системасынын биринчи, экинчи, үчүнчү топторунда (бордон башка) жайгашкан элементтер, ошондой эле декадалардын элементтери, лантоноиддер жана октиноиддер. Бардык металлдар жалпы физикалык (икемдүүлүк, жылуулук жана электр өткөрүмдүүлүк, металлдык жалтырак) жана химиялык (азайтуу, суу, кислота менен өз ара аракеттенүү жана башка) касиеттерге ээ.
- Металл эместерге сегизинчи, жетинчи, алтынчы (полонийден башка) топтордун бардык элементтери, ошондой эле мышьяк, фосфор, көмүртек (бешинчи топтон), кремний, көмүртек (төртүнчү топто) жана бор кирет. (үчүнчүдөн).
- АмфотерикалыкКошулмалар – бул металл эместердин да, металлдардын да касиеттерин көрсөтө алган бирикмелер. Мисалы, алюминий, цинк, бериллий жана башкалар.
- Асыл (инерттүү) газдарга сегизинчи топтун элементтери кирет: радон, ксеон, криптон, аргон, неон, гелий. Алардын жалпы менчиги - аз активдүүлүк.
Бардык жөнөкөй заттар Мезгилдик системанын бир эле элементинин атомдорунан тургандыктан, алардын аттары адатта таблицадагы бул химиялык элементтердин аттары менен дал келет.
«Химиялык элемент» жана «жөнөкөй зат» түшүнүктөрүн айырмалоо үчүн, аталыштарынын окшоштугуна карабастан, төмөнкүлөрдү түшүнүү керек: биринчинин жардамы менен татаал зат түзүлөт, ал башка элементтердин атомдору, аны өзүнчө заттар катары кароого болбойт. Экинчи түшүнүк бул заттын башкалар менен байланышы жок, өзүнүн касиеттери бар экенин билүүгө мүмкүндүк берет. Мисалы, суунун бир бөлүгү болгон кычкылтек бар жана биз дем алган кычкылтек бар. Биринчи учурда бүтүндүн бир бөлүгү катары элемент суу, ал эми экинчисинде тирүү жандыктардын организми дем алган өз алдынча зат катары саналат.
Эми татаал заттардын ар бир классын карап көрөлү:
- Оксиддер – эки элементтен турган татаал зат, алардын бири кычкылтек. Оксиддер: негиздүү (сууда эригенде негиздер пайда болот), амфотердик (амфотердик металлдардын жардамы менен түзүлөт), кислоталуу (+4тен +7ге чейинки кычкылдануу даражасында металл эместер түзүлөт), кош (сууда эригенде, негиздер пайда болот), ар кандай металлдардын катышуусукычкылдануу даражасы) жана туз түзбөйт (мисалы, NO, CO, N2O жана башкалар).
- Гидроксиддерге курамында - OH (гидроксил тобу) тобу бар заттар кирет. Алар: негизги, амфотердик жана кислоталык.
- Туздар мындай татаал бирикмелер деп аталат, алардын курамына металл катион жана кислота калдыктарынын аниондору кирет. Туздор: орточо (металл катион + кислота калдык анион); кислоталуу (металл катион + алмаштырылбаган суутек атому(лары) + кислота калдыктары); негизги (металл катион + кислота калдыктары + гидроксил тобу); кош (эки металл катион + кислота калдыктары); аралаш (металл катион + эки кислота калдыктары).
- Бинарлык кошулма – бул эки элементтүү кошулма же көп элементтүү кошулма, анын ичинде бирден ашык катион, же анион, же комплекстүү катион же анион. Мисалы, KF, CCl4, NH3 жана башкалар.
- Кислоталарга катиондору жалаң суутек иондору болгон татаал заттар кирет. Алардын терс аниондору кислота калдыктары деп аталат. Бул татаал кошулмалар кычкылтектүү же аноксиддүү, бир негиздүү же эки негиздүү (суутек атомдорунун санына жараша), күчтүү же алсыз болушу мүмкүн.
Органикалык кошулмалардын классификациясы
Белгилүү болгондой, ар кандай классификация белгилүү бир өзгөчөлүктөргө негизделет. Органикалык кошулмалардын заманбап классификациясы эң маанилүү эки өзгөчөлүккө негизделген:
- көмүртек скелетинин түзүлүшү;
- молекулада функционалдык топтордун болушу.
Функционалдык топ – бул заттардын касиеттери көз каранды болгон атомдор же атомдор тобу. Алар белгилүү бир кошулма кайсы класска таандык экенин аныктайт.
| Гидрокарбондор | ||
| Ациклсиз | Чек | |
| Чексиз | Этилен | |
| Ацетилен | ||
| Диене | ||
| Цикл | Циклоалкандар | |
| Ароматтык | ||
- спирттер (-OH);
- альдегиддер (-COH);
- карбон кислоталары (-COOH);
- аминдер (-NH2).
Көмірсутектерди циклдик жана ациклдик класстарга биринчи бөлүү түшүнүгү үчүн көмүртек чынжырынын түрлөрү менен таанышуу зарыл:
- Сызыктуу (көмүртектер түз сызык боюнча жайгашкан).
- Бутактуу (чынжырдын көмүртектеринин бири башка үч көмүртек менен байланышта болот, б.а. бутак пайда болот).
- Жабык (көмүртек атомдору шакек же цикл түзөт).
Түзүмүндө циклдери бар көмүртектер циклдик, калгандары ацикл деп аталат.
Органикалык кошулмалардын ар бир классынын кыскача баяндамасы
- Каныккан углеводороддор (алкандар) суутек жана башка элементтерди кошууга жөндөмдүү эмес. Алардын жалпы формуласы C H2n+2. Алкандардын эң жөнөкөй өкүлү метан (CH4). Бул класстын бардык кийинки кошулмалары түзүлүшү боюнча метанга окшош жанакасиеттери, бирок курамы боюнча андан бир же бир нече топ менен айырмаланат -CH2-. Бул схемага баш ийген кошулмалардын мындай сериясы гомологдук деп аталат. Алкандар алмаштыруу, күйүү, ажыроо жана изомерлөө реакцияларына (тармакталган көмүртектерге айлануу) кире алат.
- Циклоалкандар алкандарга окшош, бирок циклдик түзүлүшкө ээ. Алардын формуласы C H2n. Алар кошумча реакцияларга (мисалы, суутек, алканга айлануу), алмаштыруу жана дегидрогенденүү (суутектин алынышы) катыша алышат.
- Этилен катарындагы тойбогон углеводороддорго (алкендерге) C H2n жалпы формуласы бар углеводороддор кирет. Эң жөнөкөй өкүлү этилен - C2H4. Алардын структурасында бир кош байланыш бар. Бул класстагы заттар кошулуу, күйүү, кычкылдануу, полимерлөө реакцияларына катышат (майда бирдей молекулаларды чоңураак молекулаларга бириктирүү процесси).
- Диен (алкадиендер) углеводороддору C H2n-2 формуласына ээ. Алар мурунтан эле эки кош байланышка ээ жана кошуу жана полимерлөө реакцияларына кире алышат.
- Ацетилен (алкиндер) бир үчтүк байланышы бар башка класстардан айырмаланат. Алардын жалпы формуласы C H2n-2. Эң жөнөкөй өкүлү - ацетилен - C2H2. Кошуу, кычкылдануу жана полимерлөө реакцияларына кирет.
- Ароматтык углеводороддор (арендер) ушундай аталып калган, анткени алардын кээ бирлери жагымдуу жыттуу. Алар циклдик түзүлүшкө ээ. Алардын жалпы формуласы CH2n-6. Эң жөнөкөй өкүлү бензол - C6H6. Алар галогендөө реакцияларына (суутек атомдорун галоген атомдору менен алмаштыруу), нитрлөө, кошуу жана кычкылдануу процесстерине өтө алышат.
