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公开可用 发布人:德古意特出版社 2015年7月29日

无机化学命名指南

  • 理查德·哈特肖恩 电子邮件徽标 , 卡尔·海因茨·海尔威奇 , 安德烈·叶林 , Ture Damhus公司 艾伦·T·赫顿

摘要

本IUPAC技术报告(PAC-REP-14-07-18)是旨在提炼IUPAC命名建议要点的系列之一。本报告简要概述了出版物中的材料无机化学命名法——2005年国际有机化学联合会建议。本报告的内容将作为一份四边提升文件(见补充信息)重新出版和传播,并可纳入教科书和类似出版物。

序言

普遍采用商定的化学术语是化学科学交流、数据库中基于计算机的搜索以及监管目的(例如与健康和安全或商业活动相关的目的)的关键工具。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)就化学命名法的性质和使用提出了建议[1]。此处显示了该命名法的基础知识,并在有机化学[2]和聚合物[3]命名系统的配套文档中显示了与原始文档的超链接。化学命名法的总体概述可在化学命名原理[4]. 更多详细信息请参见无机化学命名俗称《红皮书》[5],以及有机化合物(《蓝皮书》)[6]和聚合物(《紫皮书》)的相关出版物[7]。应该注意的是,许多化合物可能具有非系统或半系统名称(其中一些因多种原因而不被IUPAC接受,例如因为它们不明确),并且IUPAC规则允许在许多情况下使用多个系统名称。IUPAC正在努力识别出于监管目的首选的单一名称(首选IUPAC名称或PIN)。

注:在本文档中,符号“=”用于拆分对于列格式来说过长的名称,除非名称中已经存在方便的连字符。

“有机”和“无机”化合物之间的界限模糊了。本文件中描述的命名类型适用于不含碳的化合物、分子和离子,也适用于许多含碳的结构(第2节),尤其是那些含有基团1-12的元素的结构。大多数含硼化合物使用特殊命名法进行处理[8]。

1化学计量或成分名称

A类化学计量的成分的name只提供有关离子、分子或化合物组成的信息,可能与该实体的经验公式或分子公式有关。它不提供任何结构信息。

对于同原子实体,其中只有一个元素,则形成名称(表1)通过将元素名称与适当的乘法前缀(表2). 离子通过在括号中添加电荷数来命名,例如,(1+)、(3+)、(2-),对于(大多数)同原子阴离子名称,添加“ide”来代替元素名称的“en”、“ese”、“ic”、“ine”、“ium”、“ogen”、‘on’、“orus”、“um”、“ur”、“y”或“ygen”结尾[9]。例外情况包括Zn和以“on”结尾的第18组元素,其中“ide”结尾被添加到元素名称中。对于某些元素(例如Fe、Ag、Au),在“ide”结尾之前使用拉丁词干(囊性纤维变性第2.3)[9]节。某些离子可能具有可接受的传统名称(使用时没有电荷编号)。

表1

同原子实体的示例。

公式 姓名 公式 姓名
O(运行)2 含氧化合物 氯化物(1-)或氯化物
S公司8 八硫 三碘化物(1-)
+ 钠(1+) O(运行)22– 二氧化物(2-)或过氧化物
3+ 铁(3+) N个 三氮化物(1-)或叠氮化物
表2

简单和复杂实体的乘法前缀。

表2简单和复杂实体的乘法前缀。

二元化合物(含有两个元素原子的元素)通过组合元素名称并按照惯例处理元素序列中的箭头时最先到达的元素,以化学计量命名(图1)就好像它是一个阴离子。因此,这个形式上“电负性”元素的名称以“ide”结尾,并放在形式上“电正性”元素的名称后面,后面跟着一个空格(表3).

图1:元素序列。
图1:

元素序列。

表3

二元化合物示例。

表3二元化合物示例。

同样,乘法前缀(表2)根据需要应用,并且可以使用某些可接受的替代名称[10]。在某些情况下,化学计量可能通过使用氧化数暗示,但在常见情况下,如氟化钙中,化学计量常常被忽略。

异多原子实体通常可以使用成分命名法进行类似命名,但通常使用替代命名法[11]或添加命名法(第2节)。在后一种情况下,还提供了有关原子连接方式的信息。例如,POCl(或PClO、 成分名称三氯化磷氧化物)在表10.

某些离子具有传统的短名称,这些名称通常使用并且仍然可以接受(例如,铵、NH4+; 氢氧化物,OH; 亚硝酸盐,NO2; 磷酸盐,PO43–; 二磷酸盐2O(运行)74–).

无机化合物通常可以是阳离子、阴离子和中性实体的组合。按照惯例,化合物的名称由其组分实体的名称组成:阴离子之前的阳离子和最后的中性组分(参见表4).

表4

在合成名称中使用乘法前缀。

表4在合成名称中使用乘法前缀。

必须指定存在的每个实体的数量,以反映化合物的组成。为此,乘法前缀(表2)添加到每个实体的名称中。前缀是'di'、'tri'、'tetra'等,用于简单实体的名称,或者是'bis()'、'tres()'tetrakis()''等,用于本身包含乘法前缀或位置的大多数实体的名称。在使用简单的乘法前缀可能被误解的情况下,也必须小心,例如,3I必须使用tris(碘化物)而不是三碘化物(用于I)和双(磷酸盐)而不是二磷酸盐(用于P2O(运行)74–). 示例如所示表4除一氧化碳的特殊情况外,元音(如四水、五氧化二)不省略。

中性组件的名称由不带空格的“em”短划线分隔。无机化合物本身可能是(正式)加成化合物(中最后四个示例表4). 通常,可以在名称后面的括号中使用化学计量描述符来表示成分化合物的比率(参见中的最后三个示例表4). 在水合物的特殊情况下,乘法前缀可以与术语“水合物”一起使用。

2络合物和添加剂命名

2.1总体方法

加法命名法是为了描述配位体或配合物的结构而发展起来的,但这种方法也很容易推广到其他分子实体。单核配合物被认为是由一个中心原子(通常是金属离子)组成,该原子与周围的小分子或离子结合,称为配体。复合物的名称已构建(表5)通过添加配体的名称之前那些中心原子,使用适当的乘法前缀。公式是通过添加配体的符号或缩写来构造的之后中心原子的符号(第2.7节)。

表5

复合物的命名:简单配体。

表5复合物的命名:简单配体。

2.2中心原子和配体

第一步是确定中心原子,从而也确定配体。按照惯例,参与中心原子和配体之间键合的电子通常被视为属于配体(这将决定它的命名方式)。

使用适当的命名法[4]将每个配体命名为一个单独的实体,通常是有机配体的替代命名法[2,4,6]和无机配体的附加命名法。给出了少量常见的分子和离子特殊名称当存在于复合物中时。例如,水配体在全名中用术语“水”表示。氨配体用“氨”表示,而通过碳原子与中心原子结合的一氧化碳用“羰基”表示,通过氮结合的一氧化氮用“亚硝基”表示。的名称阴离子配体以“ide”、“ate”或“ite”结尾的复合体在完整的加性名称中被修改为分别以“ido”、“ato”或“ito”结尾。注意,“ido”结尾现在也用于卤化物和氧化物配体。按照惯例,单个配位氢原子始终被视为阴离子,在名称中用术语“氢化物”表示,而配位二氢通常被视为中性双电子给体。

2.3组装添加剂名称

配体命名后,就可以组合名称。这是通过在中心原子名称之前按字母顺序列出配体名称来完成的,没有注意配体电荷。

如果有多个特定种类的配体以相同的方式与中心原子结合,则使用简单或复杂配体的适当乘法前缀指示此类相同配体的数量(表2),不改变配体的字母顺序。在需要多组封闭标记的名称中,封闭标记的嵌套顺序为:()、[()]、{[()]}、({[()]})等。

任何金属-金属键通过将中心原子符号放在括号中以斜体表示,并在复数名称后用“em”破折号连接(不带空格)。这个收费编号复合体或氧化值中心原子的位置被附加到复合体的名称之后。对于阴离子中心原子的名称以“ate”结尾,类似于同原子阴离子的“ide”结尾(第1节)。在某些情况下,根据传统,拉丁语词干用于“ate”名称,例如高铁酸盐(代表铁)、铜(代表铜)、银盐(代表银)、锡酸盐(代表锡)、金盐(代表金)和铅(代表铅)[12]。最后,成分命名规则(第1节)用于将离子或中性配位体的加性名称与构成化合物一部分的任何其他实体的名称结合起来。

2.4指定连接

一些配体在不同的情况下可以通过不同的原子与中心原子结合。通过添加,可以明确在任何给定的络合物中哪些连接(配位)原子被结合κ-术语配体的名称。κ-项由希腊字母κ和连接原子的斜体元素符号组成。对于更复杂的配体,κ项通常位于κ项所指组后面的配体名称中。通过在κ和元素符号之间添加适当的数字作为上标,可以表示与中心原子的多重相同链接(参见表6). 红皮书[13]对这些可能性进行了更详细的讨论。如果配体的连接原子是连续的(即直接连接在一起),则η-项例如,用于许多有机金属化合物(第2.6节)和表6.

表6

复合物的命名:复杂配体。

表6复合物的命名:复杂配体。

如果配体可能有多种配位模式,则需要κ-项。典型的例子是硫氰酸盐,它可以通过硫原子(硫氰酸-κ)结合S公司)或氮原子(硫氰酸根-κN个)和亚硝酸盐,可以通过氮原子(M–NO)结合2,硝化-κN个)或氧原子(M-ONO,腈-κO(运行)). 名称为戊胺(腈-κN个)钴(2+)和戊胺(硝化-κO(运行))钴(2+)用于每一种同分异构硝化络合物阳离子。更多使用κ-项构建名称以指定配体连接性的示例如所示表6如果有多个中心原子,κ项也可用于指示配体与哪个中心原子结合(第2.5节)。

2.5桥联配体

桥联配体是那些结合在多个中心原子上的配体。它们在名称上通过添加前缀“μ”(希腊语mu)来区分,前缀和桥接配体的名称彼此分开,并通过连字符与名称的其余部分分开。如果配体是单原子的,这就足够了,但如果配体更复杂,则可能需要指定配体的哪个连接原子连接到哪个中心原子。如果连接原子是不同种类的,那么情况当然是这样的,κ-项可以用于此目的。

  

2.6有机金属化合物

金属有机化合物在金属原子和碳原子之间至少含有一个键。它们被命名为配位化合物,使用加性命名系统(见上文)。

有机配体的名称通过一个碳的结合原子可以通过将配体视为阴离子或中性取代基来衍生。化合物

因此命名为
类似地,“甲烷”或“甲基”可用于配体–CH.

当有机配体形成时两个或三个金属碳单键(对于一个或多个金属中心),配体可以被视为二或三阴离子,使用末端“diido”或“triido”,而不去除母体烃名称的末端“e”。同样,通过将此类配体视为取代基并使用后缀“diyl”和“triyl”而获得的名称仍然常见。因此,双齿配体–CH2中国2中国2当螯合金属中心时,将被命名为丙烷-1,3-二碘(或丙烷-1,3-diyl),当桥接两个金属原子时,将命名为μ-丙烷-1,3diido(或μ-丙烷1,3-二yl)。

含有金属-碳复合键给出了取代基前缀名称,该名称来源于母氢化物,金属碳双键以后缀“ylidene”结尾,三键以“ylidyne”结尾。这些后缀可以替换母氢化物的结尾“ane”,或者更一般地说,添加到母氢化物名称中,插入一个locant并省略末端“e”(如果存在)。因此,实体CH中国2CH=配体称为亚丙基和(CH)2C=称为丙-2-亚基。上述“diido”/“triido”方法也可用于这种情况。术语“卡宾”和“卡宾(carbyne)”在系统命名中未使用。

不饱和烃与金属以“侧边”方式结合的特殊性质通过它们的π电子需要eta(η)公约。在这个“半章”命名法中相邻的配体中与金属配位的原子(配体的触觉)用eta符号上的右上标表示,例如η('eta three'或'trihapto')。η-项被添加为配体名称的前缀,或添加到配体名称中最适合指示连接性的部分,如有必要,还可以添加locants。

  

许多人的名单π键不饱和配体中性和阴离子,见红皮书[14]。

注意无处不在的配体η5-C类5H(H)5,严格地η5-环戊烷-2,4-二烯-1-碘,也可接受地命名为η5-环戊二烯或η5-环戊二烯基。当环戊烷-2,4-二烯-1-碘通过一个碳原子配位时通过添加σ键和κ项以明确表示该键。符号η1不应使用,因为eta公约仅适用于配体中相邻原子的键合。

包含两个的离散分子平行η5-过渡金属周围“三明治”结构中的环戊二烯配体,如bis(η5-环戊二烯基)铁,[Fe(η5-C类5H(H)5)2],通常称为茂金属并可能被命名为“新世”,在本例中为二茂铁。这些“ocene”名称的使用方式与替代命名法中使用的母氢化物名称相同,取代基团名称的形式为“oceneyl”、“ocenediyl”和“ocenetriyl”(插入适当的取代基)。

  

按照惯例主要组元素如果从第13–16组的元素派生而来,则使用替代命名法命名;如果从第1组和第2组的元素衍生,则使用加性命名法命名。在某些情况下,如果要传达的结构信息较少,则使用成分命名法。红皮书[15]中提供了更多详细信息。

2.7配位化合物的配方

在方括号内构造协调实体的直线公式,以指定实体的组成。整个过程如所示表7。首先放置中心原子的符号,然后是配体的符号或缩写(根据它们在公式中的表示方式按字母顺序排列)。在可能的情况下,配位(连接)原子应靠近中心原子,以便提供有关络合物结构的更多信息。如果可能,出于同样的原因,桥联配体应放置在中心原子符号之间(参见第2.5节中的示例)。通常,配体的公式和缩写都放在封闭标记内(除非配体只包含一个原子),记住方括号是用来定义配位球的。多个配体由右下标在封闭标记或配体符号之后表示。

表7

生产配合物的生产线配方。

表7生产配合物的生产线配方。

2.8无机氧乙酸和相关化合物

无机氧乙酸和去除酸性物质形成的阴离子(H)+)其中,有传统的名称,其中许多是众所周知的,可以在许多教科书中找到:硫酸、硫酸盐;硝酸、硝酸盐;亚硝酸、亚硝酸盐;磷酸、磷酸盐;砷酸、砷酸盐;胂酸、砷酸盐;硅酸、硅酸盐;等。这些名称保留在IUPAC命名法中,首先是因为它们几乎总是实际使用的名称,其次是因为当有机衍生物需要名称时,它们在有机命名法中发挥着特殊作用。然而,所有的氧代乙酸及其衍生物都可以被视为配位体,并使用加性命名法进行系统命名(表8) [16].

表8

无机氧化剂和衍生物的示例。

表8无机氧化剂和衍生物的示例。

*文献中已使用术语“磷酸”来表示表8和公式P(OH),三羟基磷。在后一种意义上,它用于有机命名法。

传统的氧代酸名称可以根据命名由功能的更新[16] :因此,“thio”表示用=S替换=O;前缀“fluo”、“chloro”等,以及中缀“fluod”、“clorid”等,表示将–OH替换为–F、–Cl等过氧“/”过氧“表示–O-被–OO-替换;等等(表9).

表9

通过功能置换形成的无机氧乙酸和阴离子衍生物的示例。

表9通过功能置换形成的无机氧乙酸和阴离子衍生物的示例。

如果氧乙酸中的所有羟基都被取代,则该化合物不再是一种酸,也不再以此命名,而是具有传统的官能团类名[16] 例如,酸卤化物或酰胺。此类化合物可再次使用加法命名法进行系统命名(表10).

表10

函数类名称和相应的附加名称的示例。

表10函数类名称和相应加法名称的示例。

特殊结构用于氢气名称,它允许指示与阴离子结合的氢,而无需指定具体位置。在这些名称中,单词“hydrogen”放在名称的前面,带有乘法前缀(如果适用),并且在它和名称的其余部分之间没有空格,其余部分放在括号中。例如,二氢(二磷酸盐)(2-)表示H2P(P)2O(运行)72–一种二磷酸离子,已加入两个氢,位置未知或至少未指定。

人们可以查看部分脱氢的氧乙酸的通用名称,例如磷酸氢、HPO42–,和磷酸二氢钠,H2人事军官4,作为此类氢名称的特例。在这些简化的名称中,费用编号和名称主要部分周围的括号被省略了。同样,这些特殊阴离子可以通过加性命名法进行系统命名。“氢”一词被放置分别地在有机命名法中形成类似名称,例如十二烷基硫酸氢,C12H(H)25操作系统(O)2哦。这两种体系之间的差异导致重要的含碳离子HCO可以正确地命名为“碳酸氢盐”和“碳酸氢盐”(但不是碳酸氢钠)。

3立体描述符

使用多面体符号放在名字前面。符号由几何图形的斜体字母代码和表示坐标编号的数字组成。常用的多面体符号有OC公司-6(八面体),服务提供商-4(方板),T型-4(四面体),SPY公司-5(方形-锥形),以及TBPY(待定)-5(三角-双锥)。更多完整的列表可用[17]。

可以使用配置索引这是根据结扎基团的Cahn–Ingold–Prelog优先级以特定的方式为每个几何体确定的[18],即使几何体保持不变,如果配体发生变化,它也可能发生变化。也可以描述绝对配置。通常,只有在存在多种可能性且要确定特定立体异构体时,才使用构型指数。下面显示的特定正方形平面铂配合物的完整立体描述符是(服务提供商-4-2)和(服务提供商-4-1),用于顺式反式异构体。或者,在特定情况下可以使用一系列传统立体描述符。因此,当一个正方形中心由一种类型的两个连接基团和另一种类型两个连接基配位时可能出现的异构体被称为顺式-(当相同配体彼此相邻配位时)或反式-(当它们相对协调时)。

  

具有四种配体和两种配体的八面体中心也可以称为顺式-(当两个相同配体相邻配位时)或反式-(当它们相对协调时)。八面体中心具有两种配体中的三种,可以描述为传真-(面部),当特定种类的三种配体位于八面体面的角部时,或梅尔-(经向),当它们不是。

4总结

本文件概述了用于产生无机化合物、配位化合物和有机金属化合物名称和公式的基本命名规则。有机化学命名系统的补充文件[2]也将对读者有用。

例如,在出版物中,当名称和公式被创建并用于描述或识别化合物时,它们只发挥了一半的作用。要充分发挥他们的作用,要求名字或公式的读者能够成功地解释它,例如,生成一个结构图。本文件还旨在协助解释名称和公式。

最后,我们注意到,IUPAC已经就化学结构及其立体化学构型的图形表示提出了建议[21,22]。

5赞助机构成员

2014年至2015年期间,IUPAC化学命名和结构表示部(第VIII部)的成员如下:

总裁:K.-H.Hellwich(德国);秘书:T.Damhus(丹麦);前任总裁:R.M.Hartshorn(新西兰);有头衔的成员:M.A.Beckett(英国);P.Hodge(英国);A.T.Hutton(南非);R.S.Laitinen(芬兰);E.Nordlander(瑞典);A.P.Rauter(葡萄牙);H.Rey(德国);准会员:K.Degtyarenko(西班牙);Md.A.Hashem(孟加拉国);M.M.Rogers(美国);J.B.Todd(美国);J.Vohlídal(捷克共和国);A.Yerin(俄罗斯);国家代表:V.Ahsen(土耳其);D.J.Choo(大韩民国);G.A.Eller(奥地利);W.Huang(中国);T.L.Lowary(加拿大);J.纳吉(匈牙利);M.Putala(斯洛伐克);S.Tangpitayakul(泰国);L.Varga-Defterdarović(克罗地亚);正式:G.P.Moss(英国)。


文章注释

主办机构:IUPAC化学命名和结构表示部。



通讯作者:Richard M.Hartshorn,坎特伯雷大学化学系,新西兰基督城,私人邮袋4800,电子邮箱:

工具书类

[1]免费提供地址:http://www.iupac.org/publications/pac/;http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/.在谷歌学者中搜索

[2]K.-H.Hellwich、R.M.Hartshorn、A.Yerin、T.Damhus、A.T.Hutton。纯应用程序。化学.,正在准备中。在谷歌学者中搜索

[3]R.C.Hiorns、R.J.Boucher、R.Duhlev、K.-H.Hellwich、P.Hodge、A.D.Jenkins、R.G.Jones、J.Kahovec、G.Moad、C.K.Ober、D.W.Smith、R.F.T.Stepto、J.-P.Vairon、J.Vohlidal。纯应用程序。化学。84, 2167 (2012).10.1351/PAC-REP-12-03-05在谷歌学者中搜索

[4] 化学命名原则—— IUPAC建议指南,2011年版G.J.Leigh(编辑),英国剑桥皇家化学学会,ISBN 978-1-84973-007-5。在谷歌学者中搜索

[5] 无机化学术语 IUPAC 2005年建议,N.G.Connelly,T.Damhus,R.M.Hartshorn,A.T.Hutton(编辑),英国剑桥皇家化学学会,ISBN 0-85404-438-8。在谷歌学者中搜索

[6] 有机化学命名法 IUPAC 2013年建议和首选名称,H.A.Favre,W.H.Powell(编辑),英国剑桥皇家化学学会,ISBN 978-0-85404-182-4。在谷歌学者中搜索

[7] 聚合物术语和命名简编 IUPAC建议 2008R.G.Jones,J.Kahovec,R.Stepto,E.S.Wilks,M.Hess,T.Kitayama,W.V.Metanomski(编辑),英国剑桥皇家化学学会,ISBN 978-0-85404-491-7。在谷歌学者中搜索

[8]参考文献4,第10章。在谷歌学者中搜索

[9]参考5,表九。在谷歌学者中搜索

[10]参考4,表P10。在谷歌学者中搜索

[11]参考文献5,第IR-6章。在谷歌学者中搜索

[12]参考文献5,表X。在谷歌学者中搜索

[13]参考5,第IR-9.2.4节。在谷歌学者中搜索

[14]参考5,表IR-10.4。在谷歌学者中搜索

[15]参考5,第IR-10.3节。在谷歌学者中搜索

[16]参考5,第IR-8章。在谷歌学者中搜索

[17]参考4,表P5;参考5,表IR-9.2和IR-9.3。在谷歌学者中搜索

[18]参考5,第IR-9.3.3节。在谷歌学者中搜索

[19]R.S.Cahn、C.Ingold、V.Prelog。安圭。化学。,国际教育英语。5、385和511(1966年)。10.1002/anie.196603851在谷歌学者中搜索

[20]V.Prelog,G.Helmchen。安圭。化学。,国际教育英语。21, 567 (1982).10.1002/anie.198205671在谷歌学者中搜索

[21]J.Brecher、K.N.Degtyarenko、H.Gottlieb、R.M.Hartshorn、G.P.Moss、P.Murray-Rust、J.Nyitrai、W.Powell、A.Smith、S.Stein、K.Taylor、W.Town、A.Williams、A.Yerin。纯应用程序。化学.78, 1897 (2006).在谷歌学者中搜索

[22]J.Brecher、K.N.Degtyarenko、H.Gottlieb、R.M.Hartshorn、K.-H.Hellwich、J.Kahovec、G.P.Moss、A.McNaught、J.Nyitrai、W.Powell、A.Smith、K.Taylor、W.Town、A.Williams、A.Yerin。纯应用程序。化学.80, 277 (2008).在谷歌学者中搜索


注释

允许以电子方式重新发布或复制本报告,或存储和/或传播本报告,无需获得IUPAC或De Gruyter的正式许可,但前提是必须确认其来源,并使用版权符号©、名称IUPAC、名称De Gruyter、,以及出版年份,都清晰可见。翻译成另一种语言的译本的出版需事先获得相关IUPAC国家遵守组织和De Gruyter的批准。



补充材料

本文的在线版本(DOI:https://doi.org/10.1515/pac-2014-0718)作为补充材料,提供了一份四边的退出文件,可随时纳入教科书和类似出版物。


收到:2014-07-24
认可的:2015-02-09
在线发布:2015-07-29
印刷出版:2015-10-01

©2015 IUPAC&De Gruyter版权所有

于2014年6月26日从下载https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/pac-2014-0718/html
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