第二章 化学物质的分类与命名

第二章化学物质的分类与命名第一节物质的概念与形态•（一）物质的概念•物质存在的空间形式有2种：•一种是实体性物质（气、液、固态物体乃至社会组织），•一种是能量性场物质（电场、磁场、引力场、电磁场等）。•实体性物质占有排他性空间，而能量性场物质可以共享空间但同样具有方向性等空间属性。•（二）物质的分类•物质分为纯净物和混合物。其中组成中由同种元素组成的纯净物叫做单质，含有不同种元素的纯净物叫做化合物。•物质中化合物分为有机化合物，无机化合物；无机化合物又分为氧化物，酸，碱，盐。第二节无机化合物的命名•无机化合物的命名，应力求简明而确切地表示出被命名物质的组成和结构。这就需要用元素、根或基的名称来表达该物质中的各个组分；用“化学介词”(起着连接名词的作用)来表达该物质中各组分的连接情况。1．无机化合物的命名须知•(1)化学介词：化合物的系统名称是由其基本构成部分名称连缀而成的。化学介词在文法上就是连缀基本构成部分名称以形成化合物名称的连缀词。列举如下。•①化表示简单的化合。如氯原子(Cl)与钾原子(K)化合而成的KCl就叫氯化钾；又如氢氧基(HO-)与钠原子(Na)化合而成的NaOH就叫氢氧化钠。•②合表示分子与分子或分子与离子相结合。如CaCl2·H2O叫水合氯化钙，H3O+叫水合氢离子。•③代•a．表示取代了母体化合物中的氢原子，如NH2Cl叫氯代氨；NHCl2叫二氯代氨；ClCH2COOH叫氯代乙酸。•b．表示硫(或硒、碲)取代氧，如H2S2O3硫代硫酸；HSeCN叫硒代氰酸。•④聚表示两个以上同种的分子互相聚合，如(HF)2叫二聚氟化氢，(HOCN)3叫三聚氰酸，(KPO3)6叫六聚偏磷酸钾。(2)基和根•基和根是指在化合物中存在的原子集团，若以共价键与其他组分结合者叫做基，以电价键与其他组分结合者叫做根。•基和根一般均从其母体化合物命名，称为某基或某根。基和根也可以用连缀其所包括的元素名称来命名.(3)离子•元素的离子，根据元素名称及其化合价来命名。例如：•Cl－氯离子、Na+钠离子•带电的原子团，如上所述称为某根；若需指明其为离子时，则称为某离子或某根离子。•例如：HSO4－一价硫酸根离子或称硫酸氢根离子；SiF62－氟硅酸根离子；SO42－硫酸根离子(4)常用化学词冠：2．二元化合物•(1)二元化合物只含有两种元素的化合物叫做二元化合物。•二元化合物的名称是在两种元素的名称中加化学介词“化”字缀合而成的。•化合物中两种元素的比例可以有两种方法表示：一种是标明阳电性组分的化合价；•一种是标明化学组成。为求每种二元化合物尽可能只用一种命名方法命名，特分别规定如下。•①标明阳电性组分的化合价•a．二元化合物中，金属元素通常仅有一种化合价者，其金属元素的化合价不需另加词头标明。例如：•NaCl氯化钠A12O3氧化铝•CaCl2氯化钙K2O氧化钾•LiH氢化锂MgS硫化镁b.金属元素通常仅有两种化合价，而所形成的化合物其组成又与此两项变价之一相符。例如：Fe的化合物，FeO及Fe2O3就用此法命名．而Fe3O4则不用此法命名。•阳电性元素最常见的化合价，在名称中用词头“正”字表示，“正”字一般均予省略。低于常见化合价的价数用词头“亚”字表示，高于常见化合价的价数用词头“高”字表示。例如：•HgO氧化汞SnCl4氯化锡•Hg2O氧化亚汞SnCl2氯化亚锡•Fe2O3氧化铁Co2O3氧化高钴•FeO氧化亚铁CoO氧化钴•CuCl2氯化铜Ni2O3氧化高镍•CuCl氯化亚铜NiO氧化镍②标明化学组成a．非金属二元化合物都用此法命名。例如：•NO一氧化氮B4C一碳化四硼•N2O4四氧化二氮N2O3三氧化二氮•N2O一氧化二氮FeP一磷化铁•NO2二氧化氮Fe2P一磷化二铁•b．金属二元化合物•AlCl一氯化铝FeS2二硫化铁•AlO一氧化铝Fe3S4四硫化三铁•KO2二氧化钾Cs2S4四硫化二铯•K2O3三氧化钾Cs2S5五硫化二铯•Fe3O4四氧化三铁Fe7S8八硫化七铁第三节有机化合物命名有机化合物种类繁多，数目庞大，即使同一分子式，也有不同的异构体，因此需要有一个完整的命名方法来区分各个化合物，现在书籍、期刊中经常使用普通命名法和国际纯粹与应用化学联合会（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry）命名法,后者简称IUPAC命名法。一、有机化合物系统命名的基本步骤•1.根据主要官能团确定母体•2.确定取代基在主链上的位次•3.确定取代基列出顺序•4.写出全称1.根据主要官能团确定母体当有机物只有一个官能团，则该官能团做母体CH3CH2OHCH3COOH有机物含有2个或以上不同官能团羧基-醛基-羟基-氨基-烷氧基-烷基-卤素-硝基CCH2OCOOHH3CCCH2OCOOHH3-羰基丙酸3-羰基丁酸•2.确定取代基在主链上的位次选择含有主要官能团、取代基多的最长碳链作为主链，从最靠近官能团的一端开始编号，确定取代基在主链上的位置编号要遵守“最低系列原则”—取代基在主链上的位次尽可能小CH3CH2CHCH2CH2CH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CHCH3CH3•3.确定取代基列出顺序当主链上有多种取代基时，由顺序规则决定名称中基团的先后顺序。一般的规则是：1.取代基的第一个原子序数越大，顺序越高；IBrClFONCH2.如果第一个原子相同，那么比较它们第一个原子上连接的原子的顺序；如有双键或三键，则视为连接了2或3个相同的原子。以次序最高的官能团作为主要官能团，命名时放在最后。其他官能团，命名时顺序越低名称越靠前。•4.写出全称取代基的位号写在相应取代基的名称前面，用半字线“-”与取代基隔开用二，三等表示相同取代基或官能团数目，位号用逗号“，”分开前一取代基与后一取代基的位号也用半字线“-”分开在不混淆情况下可省去位号CHCH3CH2CCH3CH3CH3H3CCH3CHCH2CH2CHCH3CHCH2CH2CH3C2H5CH3CH3CHCH2CHCH3BrCH3CH3CHCH2CHCH2CH2CHCH3ClCH3Br2,2,4-三甲基戊烷3,5-二甲基-6-乙基壬烷2-甲基-4-溴戊烷4-甲基-2-氯-7-溴辛烷二、芳香化合物命名•一元取代苯•甲苯乙苯异丙苯CH3C2H5CH(CH3)2•二元或多元取代苯•1,2-二甲苯1,3-二甲苯1,4-二甲苯•邻间对CH3CH3CH3CH3CH3CH3•连三甲苯偏三甲苯均三甲苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3H3C•苯环上不同取代基的命名顺序•羧基-醛基-羟基-氨基-烷氧基-烷基-卤素-硝基烷烃CH3CH2CH2CH3CHCH3正丙基异丙基异：从端点开始的第二个碳原子上有一个CH3支链CH3CHCH2CH3CH3异戊烷正丁基仲丁基异丁基叔丁基仲碳原子与另外两个C原子成键，叔C原子与另外3个C原子成键，伯C原子与3个H原子成键CH3CHCH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3CH3CCH3CH3烯烃CH2CHCH2CHCH2CHCHH3C乙烯基烯丙基丙烯基CH3CHCCH2CH3Br3-溴-2-戊烯环烷烃CH2CH3CHCHCHCH3CH2CH31-乙基环戊烯3-甲基-1-环丙烯-1-戊烯羰基化合物•醛•选择包含在内的最长碳链为主链，用后缀醛取代烷烃名中的烷。CHO的C原子编号为1，对于含有两个-CHO基团的化合物在烷烃名后加后缀“二醛”，当含有其他更高优先级的官能团，-CHO称为“甲酰基”•酮•分子中含有更高优先级的官能团，如-COOH时，羰基以前缀“酮”表示。CHO•(CH3)2CHCH2CHO•(CH3)2CHCOCH3•3-己烯醛CH2CHCOCH33-甲基-2-丁醛3-甲基-2-丁酮3-丁烯-2-酮醇•醇分子中的官能团是羟基，醇按分子中羟基所连碳原子的种类，分为伯、仲、叔醇；按分子中所含羟基多少，分为一元醇、二元醇和多元醇。•醇命名时选取连有羟基碳在内的最长碳链作为主链，按照碳原子数的多少称为某醇。CCH2CH2OHCH23-苯基-3-丁烯-1-醇H2CCHCHCH2CH2CH3CHCH3OH3-丙基-4-戊烯-2-醇CH2CH2CHCH2CH3OHCH2OH2-乙基-1,4-二丁醇酚OHO2NNO2NO2OH2,4,6-三硝基苯酚2,5-二苯基苯酚CH3OHCHCH3H3C5-甲基-2-异丙基苯酚羧酸及其衍生物COOHCHO3-甲酰基苯甲酸IUPAC命名法就是将相应烷烃的“烷”字替换为“酸”，C原子编号有-COOH的C原子开始，即它的编号为1。二羧酸分子中含有两个羧基，其命名即在最长的碳链名后加“二酸”。COOHHOOCCH2CH2COOH•下列有机物的命名错误的是•A．2-甲基丁烷•B．2-乙基戊烷•C．2,3,5-三甲基-4-乙基庚烷•D．2,2-二甲基戊烷•2.按系统命名法下列烃的命名一定正确的是•A．2,2,3-三甲基-4-乙基己烷•B．2-甲基-3-乙基己烷•C．2-甲基-3-丙基己烷•D．1,1-二甲基-2-乙基庚烷•3.下列命名的有机物实际上不可能存在的是•A．2,2-二甲基丁烷•B．2-甲基-4-乙基-1-己烯•C．3-甲基-2-戊烯•D．3,3-二甲基-2-戊烯