Studimi i një lënde kaq interesante si kimia duhet të fillojë me bazat, përkatësisht klasifikimin dhe nomenklaturën e përbërjeve kimike. Kjo do t'ju ndihmojë të mos humbni në një shkencë kaq komplekse dhe të vendosni të gjitha njohuritë e reja në vendin e saj.
Shkurtimisht për gjërat kryesore
Nomenklatura e përbërjeve kimike është një sistem që përfshin të gjithë emrat e kimikateve, grupet, klasat dhe rregullat e tyre, me ndihmën e të cilave bëhet fjalëformimi i emrave të tyre. Kur u zhvillua?
Nomenklatura e parë e kim. komponimet u zhvilluan në 1787 nga Komisioni i kimistëve francezë nën udhëheqjen e A. L. Lavoisier. Deri në atë kohë, emrat u jepeshin substancave në mënyrë arbitrare: sipas disa shenjave, sipas metodave të marrjes, sipas emrit të zbuluesit etj. Çdo substancë mund të ketë disa emra, domethënë sinonime. Komisioni vendosi që çdo substancë duhet të ketë vetëm një emër të vetëm; emri i një lënde komplekse mund të përbëhet nga dy fjalë që tregojnë llojindhe gjininë e lidhjes, dhe nuk duhet të kundërshtojë normat gjuhësore. Kjo nomenklaturë e komponimeve kimike u bë një model për krijimin në fillim të shekullit të 19-të të nomenklaturës së kombësive të ndryshme, përfshirë ruse. Kjo do të diskutohet më tej.
Llojet e nomenklaturës së përbërjeve kimike
Duket se është thjesht e pamundur të kuptosh kiminë. Por nëse shikoni dy llojet e nomenklaturës kimike. lidhjet, ju mund të shihni se gjithçka nuk është aq e ndërlikuar. Cili është ky klasifikim? Këtu janë dy lloje të nomenklaturës së përbërjeve kimike:
- inorganik;
- organike.
Cilat janë ato?
Substanca të thjeshta
Nomenklatura kimike e përbërjeve inorganike është formula dhe emrat e substancave. Një formulë kimike është një imazh i simboleve dhe shkronjave që pasqyron përbërjen e një substance duke përdorur sistemin periodik të Dmitry Ivanovich Mendeleev. Emri është imazhi i përbërjes së një substance duke përdorur një fjalë ose grup fjalësh specifike. Ndërtimi i formulave kryhet sipas rregullave të nomenklaturës së përbërjeve kimike dhe, duke i përdorur ato, jepet emërtimi.
Emri i disa elementeve është formuar nga rrënja e këtyre emrave në latinisht. Për shembull:
- С - Karboni, lat. karboneum, rrënjë "karb". Shembuj të komponimeve: CaC - karbit kalciumi; CaCO3 - karbonat kalciumi.
- N - Azot, lat. nitrogenium, rrënja "nitr". Shembuj të përbërjeve: NaNO3 - nitrat natriumi; Ca3N2 - nitrid kalciumi.
- H - Hidrogjen, lat. hidrogjen,rrënjë hidro. Shembuj të komponimeve: NaOH - hidroksid natriumi; NaH - hidridi i natriumit.
- O - Oksigjen, lat. oxygenium, rrënjë "ka". Shembuj të komponimeve: CaO - oksid kalciumi; NaOH - hidroksid natriumi.
- Fe - Hekur, lat. ferrum, rrënja "ferr". Shembuj të përbërjes: K2FeO4 - ferrat kaliumi dhe kështu me radhë.
Prefikset përdoren për të përshkruar numrin e atomeve në një përbërje. Në tabelë, për shembuj, janë marrë substanca të kimisë organike dhe inorganike.
| Numri i atomeve | Prefiksi | Shembull |
| 1 | mono- | monoksid karboni - CO |
| 2 | di- | dioksid karboni - CO2 |
| 3 | tre- | trifosfat natriumi - Na5R3O10 |
| 4 | tetro- | tetrahidroksoaluminat natriumi - Na[Al(OH)4] |
| 5 | penta- | pentanol - С5N11OH |
| 6 | hexa- | heksan - C6H14 |
| 7 | hepta- | heptene - C7H14 |
| 8 | okta- | octine - C8H14 |
| 9 | nona- | nonane - C9H20 |
| 10 | deka- | Dekan - C10H22 |
Organikesubstanca
Me përbërjet e kimisë organike, gjithçka nuk është aq e thjeshtë sa me inorganikët. Fakti është se parimet e nomenklaturës kimike të përbërjeve organike bazohen në tre lloje të nomenklaturës menjëherë. Në pamje të parë, kjo duket e habitshme dhe konfuze. Megjithatë, ato janë mjaft të thjeshta. Këtu janë llojet e nomenklaturës së përbërjeve kimike:
- historike ose e parëndësishme;
- sistematik ose ndërkombëtar;
- racional.
Aktualisht, ato përdoren për t'i dhënë një emër një përbërjeje të veçantë organike. Le të shqyrtojmë secilën prej tyre dhe të sigurohemi që nomenklatura e klasave kryesore të përbërjeve kimike të mos jetë aq e ndërlikuar sa duket.
I parëndësishëm
Kjo është nomenklatura e parë që u shfaq në fillim të zhvillimit të kimisë organike, kur nuk kishte as një klasifikim të substancave dhe as një teori të strukturës së përbërjeve të tyre. Komponimeve organike u caktuan emra të rastësishëm sipas burimit të prodhimit. Për shembull, acid malik, acid oksalik. Gjithashtu, kriteret dalluese me të cilat u dhanë emrat ishin ngjyra, aroma dhe vetitë kimike. Megjithatë, kjo e fundit shërbeu rrallë si arsye, sepse gjatë kësaj periudhe kohore dihej relativisht pak informacion për mundësitë e botës organike. Sidoqoftë, shumë emra të kësaj nomenklature mjaft të vjetër dhe të ngushtë përdoren shpesh deri më sot. Për shembull: acid acetik, ure, indigo (kristale vjollce), toluen, alaninë, acid butirik dhe shumë të tjera.
Rational
Kjo nomenklaturëlindi nga momenti kur u shfaq klasifikimi dhe teoria e unifikuar e strukturës së përbërjeve organike. Ka karakter kombëtar. Përbërjet organike i marrin emrat nga lloji ose klasa së cilës i përkasin, sipas karakteristikave të tyre kimike dhe fizike (acetilene, ketone, alkoole, etilene, aldehide etj.). Aktualisht, një nomenklaturë e tillë përdoret vetëm në rastet kur jep një ide vizuale dhe më të detajuar të përbërjes në fjalë. Për shembull: metil acetilen, dimetil keton, alkool metil, metilaminë, acid kloroacetik dhe të ngjashme. Kështu, nga emri bëhet menjëherë e qartë se nga çfarë përbëhet përbërja organike, por ende nuk mund të përcaktohet vendndodhja e saktë e grupeve zëvendësuese.
Ndërkombëtare
Emri i tij i plotë është nomenklatura sistematike ndërkombëtare e përbërjeve kimike IUPAC (IUPAC, Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar, Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar). Ai u zhvillua dhe u rekomandua nga kongreset e IUPAC në 1957 dhe 1965. Rregullat e nomenklaturës ndërkombëtare, të botuara në 1979, u mblodhën në Librin Blu.
Themeli i nomenklaturës sistematike të përbërjeve kimike është teoria moderne e strukturës dhe klasifikimit të substancave organike. Ky sistem synon të zgjidhë problemin kryesor të nomenklaturës: emri i të gjitha përbërjeve organike duhet të përfshijë emrat e saktë të zëvendësuesve (funksioneve) dhe mbështetjen e tyre - hidrokarburet.skelet. Duhet të jetë i tillë që të mund të përdoret për të përcaktuar të vetmen formulë të saktë strukturore.
Dëshira për të krijuar një nomenklaturë unike kimike për përbërjet organike filloi në vitet '80 të shekullit XIX. Kjo ndodhi pas krijimit nga Alexander Mikhailovich Butlerov të teorisë së strukturës kimike, në të cilën kishte katër dispozita kryesore që tregojnë për rendin e atomeve në një molekulë, fenomenin e izomerizmit, marrëdhënien midis strukturës dhe vetive të një substance, si dhe ndikimi i atomeve mbi njëri-tjetrin. Kjo ngjarje ndodhi në vitin 1892 në Kongresin e Kimistëve në Gjenevë, i cili miratoi rregullat për nomenklaturën e përbërjeve organike. Këto rregulla u përfshinë në organikë të quajtur nomenklatura e Gjenevës. Bazuar në të, u krijua libri popullor i referencës Beilstein.
Natyrisht, me kalimin e kohës, sasia e përbërjeve organike u rrit. Për këtë arsye, nomenklatura u ndërlikua gjatë gjithë kohës dhe lindën shtesa të reja, të cilat u shpallën dhe u miratuan në kongresin e ardhshëm, të mbajtur në vitin 1930 në qytetin e Liege. Inovacionet bazoheshin në komoditetin dhe koncizitetin. Dhe tani nomenklatura sistematike ndërkombëtare ka thithur disa nga dispozitat si të Gjenevës ashtu edhe të Liezhit.
Kështu, këto tre lloje të sistematizimit janë parimet bazë të nomenklaturës kimike të përbërjeve organike.
Klasifikimi i përbërjeve të thjeshta
Tani është koha për t'u njohur me më interesantet: klasifikimin e substancave organike dhe inorganike.
Tani botajanë të njohura mijëra komponime të ndryshme inorganike. Është pothuajse e pamundur të dihen të gjithë emrat, formulat dhe vetitë e tyre. Prandaj, të gjitha substancat e kimisë inorganike ndahen në klasa që grupojnë të gjitha përbërjet sipas një strukture dhe vetive të ngjashme. Ky klasifikim tregohet në tabelën më poshtë.
| Substanca inorganike | |
| Thjesht | Metal (metale) |
| Jometalike (jometale) | |
| Amfoterike (amfigjene) | |
| Gaze fisnike (aerogjene) | |
| Kompleksi | Oksidet |
| Hidroksidet (bazat) | |
| Kripëra | |
| Përbërjet binare | |
| Acidet | |
Për ndarjen e parë, kemi përdorur nga sa elementë përbëhet një substancë. Nëse nga atomet e një elementi, atëherë ai është i thjeshtë, dhe nëse nga dy ose më shumë - kompleks.
Le të shqyrtojmë secilën klasë të substancave të thjeshta:
- Metalet janë elementët e vendosur në grupin e parë, të dytë, të tretë (përveç borit) të tabelës periodike të D. I. Mendeleev, si dhe elementë të dekadave, lantonoidet dhe oktinoidet. Të gjitha metalet kanë veti të përbashkëta fizike (duktilitet, përçueshmëri termike dhe elektrike, shkëlqim metalik) dhe kimike (reduktuese, ndërveprim me ujin, acidin etj.).
- Jonmetalet përfshijnë të gjithë elementët e grupit të tetë, të shtatë, të gjashtë (përveç poloniumit), si dhe arsenikun, fosforin, karbonin (nga grupi i pestë), silicin, karbonin (nga grupi i katërt) dhe borin (nga e treta).
- AmfoterikKomponimet janë ato komponime që mund të shfaqin vetitë si të jometaleve ashtu edhe të metaleve. Për shembull, alumini, zinku, beriliumi e kështu me radhë.
- Gazet fisnike (inerte) përfshijnë elementë të grupit të tetë: radon, kseon, kripton, argon, neoni, helium. Prona e tyre e përbashkët është aktiviteti i ulët.
Meqenëse të gjitha substancat e thjeshta përbëhen nga atome të të njëjtit element të Tabelës Periodike, emrat e tyre zakonisht përkojnë me emrat e këtyre elementeve kimike të tabelës.
Për të dalluar konceptet e "elementit kimik" dhe "substancës së thjeshtë", pavarësisht ngjashmërisë së emrave, duhet të kuptoni sa vijon: me ndihmën e së parës, formohet një substancë komplekse, ajo lidhet me atomet e elementeve të tjerë, nuk mund të konsiderohen veçmas substanca. Koncepti i dytë na bën të kuptojmë se kjo substancë ka vetitë e veta, pa u lidhur me të tjerët. Për shembull, ka oksigjen që është pjesë e ujit, dhe ka oksigjen që ne marrim frymë. Në rastin e parë, elementi si pjesë e tërësisë është uji, dhe në rastin e dytë, si një substancë në vetvete, të cilën organizmi i qenieve të gjalla e merr frymë.
Tani merrni parasysh secilën klasë të substancave komplekse:
- Oksidet janë një substancë komplekse e përbërë nga dy elementë, njëri prej të cilëve është oksigjeni. Oksidet janë: bazike (kur treten në ujë, formohen në baza), amfoterike (të formuara me ndihmën e metaleve amfoterike), acidike (të formuara nga jometalet në gjendje oksidimi nga +4 deri në +7), të dyfishta (të formuara me pjesëmarrja e metaleve në të ndryshmeshkallë oksiduese) dhe jokripëformuese (për shembull, NO, CO, N2O dhe të tjera).
- Hidroksidet përfshijnë substanca që kanë në përbërjen e tyre një grup - OH (grup hidroksil). Ato janë: bazike, amfoterike dhe acidike.
- Kripërat quhen komponime të tilla komplekse, të cilat përfshijnë një kation metalik dhe një anion të një mbetjeje acidi. Kripërat janë: të mesme (kation metalik + anion mbetje acid); acid (kation metalik + atom(et) hidrogjeni të pazëvendësuar + mbetje acide); bazike (kation metalik + mbetje acidike + grup hidroksil); dyfish (dy katione metalike + mbetje acide); të përziera (kation metalik + dy mbetje acide).
- Një përbërje binar është një përbërje me dy elementë ose një përbërje me shumë elementë, duke përfshirë jo më shumë se një kation, ose anion, ose një kation kompleks ose anion. Për shembull, KF, CCl4, NH3 dhe kështu me radhë.
- Acidet përfshijnë substanca të tilla komplekse kationet e të cilave janë ekskluzivisht jone hidrogjeni. Anionet e tyre negative quhen mbetje acide. Këto komponime komplekse mund të jenë të oksigjenuara ose anoksike, monobazike ose dybazike (në varësi të numrit të atomeve të hidrogjenit), të forta ose të dobëta.
Klasifikimi i përbërjeve organike
Siç e dini, çdo klasifikim bazohet në veçori të caktuara. Klasifikimi modern i përbërjeve organike bazohet në dy karakteristika më të rëndësishme:
- struktura e skeletit të karbonit;
- prania e grupeve funksionale në molekulë.
Një grup funksional janë ato atome ose një grup atomesh nga të cilat varen vetitë e substancave. Ato përcaktojnë se cilës klasë i përket një përbërje e caktuar.
| Hidrokarburet | ||
| Aciklike | Limit | |
| I pakufizuar | etilen | |
| acetileni | ||
| Diene | ||
| Ciklik | Cikloalkane | |
| Aromatik | ||
- alkoolet (-OH);
- aldehide (-COH);
- acidet karboksilike (-COOH);
- amina (-NH2).
Për konceptin e ndarjes së parë të hidrokarbureve në klasa ciklike dhe aciklike, është e nevojshme të njiheni me llojet e vargjeve karbonike:
- Linear (karbonet janë renditur përgjatë një vije të drejtë).
- I degëzuar (njëri nga karbonet e zinxhirit ka një lidhje me tre karbonet e tjerë, domethënë formohet një degë).
- Mbyllur (atomet e karbonit formojnë një unazë ose cikël).
Ato karbone që kanë cikle në strukturën e tyre quhen ciklike dhe pjesa tjetër quhen aciklike.
Një përshkrim i shkurtër i secilës klasë të përbërjeve organike
- Hidrokarburet e ngopura (alkanet) nuk janë në gjendje të shtojnë hidrogjen dhe ndonjë element tjetër. Formula e tyre e përgjithshme është C H2n+2. Përfaqësuesi më i thjeshtë i alkaneve është metani (CH4). Të gjitha përbërjet e mëvonshme të kësaj klase janë të ngjashme me metanin në strukturën e tyre dhevetitë, por ndryshojnë prej tij në përbërje nga një ose më shumë grupe -CH2-. Një seri e tillë përbërjesh që i binden këtij modeli quhet homologe. Alkanet janë në gjendje të hyjnë në reaksione zëvendësimi, djegieje, dekompozimi dhe izomerizimi (transformimi në karbone të degëzuar).
- Cikloalkanet janë të ngjashëm me alkanet, por kanë një strukturë ciklike. Formula e tyre është C H2n. Ata mund të marrin pjesë në reaksionet e shtimit (për shembull, hidrogjeni, duke u bërë alkane), zëvendësimi dhe dehidrogjenimi (abstraksioni i hidrogjenit).
- Hidrokarburet e pangopura të serisë së etilenit (alkenet) përfshijnë hidrokarburet me formulën e përgjithshme C H2n. Përfaqësuesi më i thjeshtë është etilen - C2H4. Ata kanë një lidhje të dyfishtë në strukturën e tyre. Substancat e kësaj klase përfshihen në reaksionet e shtimit, djegies, oksidimit, polimerizimit (procesi i kombinimit të molekulave të vogla identike në ato më të mëdha).
- Hidrokarburet diene (alkadiene) kanë formulën C H2n-2. Ata tashmë kanë dy lidhje të dyfishta dhe janë në gjendje të hyjnë në reaksione shtimi dhe polimerizimi.
- Acetileni (alkinet) ndryshojnë nga klasat e tjera në të paturit e një lidhje të trefishtë. Formula e tyre e përgjithshme është C H2n-2. Përfaqësuesi më i thjeshtë - acetilen - C2H2. Hyni në reaksionet shtesë, oksidimi dhe polimerizimi.
- Hidrokarburet aromatike (arene) quhen kështu sepse disa prej tyre kanë një erë të këndshme. Ata kanë një strukturë ciklike. Formula e tyre e përgjithshme është CH2n-6. Përfaqësuesi më i thjeshtë është benzeni - C6H6. Ato mund t'i nënshtrohen reaksioneve të halogjenimit (zëvendësimi i atomeve të hidrogjenit me atome halogjene), nitrimi, shtimi dhe oksidimi.
