Związki molekularne: wzory i nomenklatura

Związki molekularne lub związki kowalencyjne powstają, gdy atomy dzielą elektrony, tworząc wiązania kowalencyjne. Ponieważ nie ma przenoszenia elektronów, związki molekularne nie zawierają jonów; Zamiast tego składają się z dyskretnych, obojętnych cząsteczek. 

Ponieważ związki kowalencyjne powstają z połączenia niemetali, układ okresowy pierwiastków może pomóc w rozpoznaniu wielu z nich. Pozycja pierwiastków związku w układzie okresowym pierwiastków może przewidzieć, czy związek jest jonowy, czy kowalencyjny (chociaż są wyjątki).

Charakterystyka wiązania związków molekularnych różni się od związków jonowych i są one również nazwane przy użyciu innego systemu. Ładunki kationów i anionów dyktują ich proporcje w związkach jonowych, więc określenie nazw jonów dostarcza wystarczających informacji do określenia wzorów chemicznych. Ponieważ jednak wiązanie kowalencyjne pozwala na znaczne różnice w proporcjach łączenia atomów w cząsteczce, nazwy związków molekularnych muszą wyraźnie określać te stosunki.

Związki molekularne złożone z dwóch pierwiastków 

Kiedy dwa pierwiastki niemetaliczne tworzą związek molekularny, często możliwe jest kilka proporcji kombinacji. Na przykład węgiel i tlen mogą tworzyć związki CO i CO₂ . Ponieważ są to różne substancje o różnych właściwościach, nie mogą mieć obie tej samej nazwy (nie można ich obu nazwać tlenkiem węgla). Aby to uwzględnić, stosuje się przedrostki określające liczbę atomów każdego pierwiastka. Najpierw podaje się nazwę pierwiastka bardziej metalicznego (znajdującego się dalej na lewo i/lub na dole układu okresowego pierwiastków), a następnie nazwę pierwiastka bardziej niemetalicznego (tego bardziej po prawej i/lub na górze) ze zmianą końcówki na przyrostek –ide. Greckie przedrostki oznaczają liczbę atomów każdego pierwiastka.

Gdy obecny jest tylko jeden atom pierwszego pierwiastka, przedrostek mono- jest zwykle usuwany z tej części. Tak więc CO nazywa się tlenkiem węgla, a CO₂ nazywa się dwutlenkiem węgla. Gdy dwie samogłoski przylegają do siebie, grecki przedrostek jest zwykle opuszczany. Dwutlenek siarki (_SO2), heptafluorek jodu (IF₇) i dwutlenek azotu (NO₂) to nazwy niektórych związków molekularnych złożonych z dwóch pierwiastków.

W chemii niektóre związki molekularne są na ogół reprezentowane za pomocą nazw zwyczajowych zamiast nazw chemicznych. Na przykład, chociaż NO jest często nazywany tlenkiem azotu, jego właściwa nazwa to tlenek azotu. Podobnie N₂O jest znany jako podtlenek azotu, mimo że jest to tlenek diazotu. _H2Ojest zwykle nazywany wodą, a nie tlenkiem diwodoru.

Kwasy dwuskładnikowe

Niektóre związki zawierające wodór należą do ważnej klasy substancji znanych jako kwasy. Wiele z tych związków uwalnia jony wodorowe, H⁺, po rozpuszczeniu w wodzie. Aby oznaczyć tę odrębną właściwość chemiczną, mieszaninie wody i kwasu nadaje się nazwę pochodzącą od nazwy związku.

Jeśli związek jest kwasem binarnym (złożonym z wodoru i jednego innego pierwiastka niemetalicznego), najpierw słowo “wodór” zmienia się na przedrostek hydro-. Nazwę pierwiastka niemetalicznego modyfikuje się poprzez dodanie przyrostka -ic, po którym następuje dodanie słowa “kwas”. Na przykład, gdy gaz HBr (bromowodór) rozpuszcza się w wodzie, roztwór nazywa się kwasem bromowodorowym.

Kwasy tlenowe

Kwasy tlenowe to związki, które zawierają wodór, tlen i co najmniej jeden inny pierwiastek i są związane w taki sposób, aby nadać związkowi właściwości kwasowe. Typowe kwasy tlenowe składają się z wodoru połączonego z poliatomowym jonem zawierającym tlen. 

Aby nazwać kwasy tlenowe, pomiń słowo “wodór”, zaczynając od nazwy pierwiastka anionu. Zamień –ate na –ic lub –ite na –ous i dodaj termin “kwas” na końcu. Na przykład, aby nazwać H₂CO₃ , pomija się “wodór”, –ate węglanu zastępuje się –ic i dodaje się kwas. Tak więc_H2CO₃ jest kwasem węglowym. 

Ten tekst został zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 2.6: Związki molekularne i jonowe oraz Openstax, Chemia 2e, Sekcja 2.7: Nomenklatura chemiczna.