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nomenclatura química

La nomenclatura química es un conjunto de reglas para generar nombres sistemáticos para los compuestos químicos . La nomenclatura más utilizada a nivel mundial es la creada y de...

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La nomenclatura química es un conjunto de reglas para generar nombres sistemáticos para los compuestos químicos . La nomenclatura más utilizada a nivel mundial es la creada y desarrollada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).

La nomenclatura IUPAC garantiza que cada compuesto (y sus diversos isómeros ) tenga un único nombre formalmente aceptado, conocido como nombre IUPAC preferido . Sin embargo, algunos compuestos pueden tener nombres alternativos que también se aceptan, denominados nombre IUPAC sistemático , que generalmente se derivan del nombre común del compuesto. Preferiblemente, el nombre también debería reflejar la estructura o la química del compuesto.

Por ejemplo, el componente principal del vinagre blanco es CH3 COOH, que comúnmente se denominaácido acéticoy es también su nombre IUPAC recomendado (preferido), pero también se acepta el nombre IUPAC sistemático ácido etanoico.

Las reglas de la IUPAC para nombrar compuestos orgánicos e inorgánicos se encuentran en dos publicaciones, conocidas como el Libro Azul [ 1 ] [ 2 ] y el Libro Rojo , [ 3 ] respectivamente. Una tercera publicación, conocida como el Libro Verde , [ 4 ] recomienda el uso de símbolos para cantidades físicas (en asociación con la IUPAP ), mientras que una cuarta, el Libro Dorado , [ 5 ] define muchos términos técnicos utilizados en química. Existen compendios similares para bioquímica [ 6 ] (el Libro Blanco , en asociación con la IUBMB ), química analítica [ 7 ] (el Libro Naranja ), química macromolecular [ 8 ] (el Libro Púrpura ) y química clínica [ 9 ] (el Libro Plateado ). Estos "libros de colores" se complementan con recomendaciones específicas publicadas periódicamente en la revista Pure and Applied Chemistry .

Propósito de la nomenclatura química

El objetivo principal de la nomenclatura química es desambiguar los nombres, tanto hablados como escritos, de los compuestos químicos: cada nombre debe referirse a un único compuesto. En segundo lugar, cada compuesto debe tener un solo nombre, aunque en algunos casos se aceptan nombres alternativos.

Preferiblemente, el nombre también debería representar la estructura o la química del compuesto. Esto se logra mediante la nomenclatura del Identificador Químico Internacional (InChI). Sin embargo, la nomenclatura de números CAS de la Sociedad Química Estadounidense no representa la estructura del compuesto.

La nomenclatura empleada depende de las necesidades del usuario, por lo que no existe una única nomenclatura correcta. Más bien, diferentes nomenclaturas son apropiadas para diferentes circunstancias.

Un nombre común permite identificar con éxito un compuesto químico, siempre que se le dé el contexto adecuado. Sin contexto, el nombre debe indicar al menos su composición química . Para mayor precisión, el nombre puede requerir representar la disposición tridimensional de los átomos. Esto implica añadir más reglas al sistema estándar de la IUPAC (el sistema del Chemical Abstracts Service , o sistema CAS, es el más utilizado en este contexto), a costa de obtener nombres más largos y menos familiares.

El sistema IUPAC suele ser criticado por no distinguir entre compuestos relevantes (por ejemplo, en cuanto a la reactividad diferencial de los alótropos de azufre , que el sistema IUPAC no distingue). Si bien el sistema IUPAC ofrece una ventaja en cuanto a legibilidad para los humanos en comparación con la numeración CAS, los nombres IUPAC de algunas moléculas más grandes y relevantes (como la rapamicina ) son prácticamente ilegibles, por lo que se utilizan nombres comunes.

Necesidades diferentes de nomenclatura química y lexicografía

Generalmente se entiende que los propósitos de la lexicografía y la nomenclatura química varían y, hasta cierto punto, son contradictorios. Los diccionarios de palabras, ya sean impresos tradicionales o en internet, recopilan y registran los significados de las palabras a medida que aparecen y cambian con el tiempo. En el caso de los diccionarios en línea con un proceso editorial limitado o inexistente, las definiciones —en este caso, las de nombres y términos químicos— pueden cambiar rápidamente sin tener en cuenta los significados formales o históricos. Sin embargo, la nomenclatura química (siendo la nomenclatura IUPAC el mejor ejemplo) es necesariamente más restrictiva: su propósito es estandarizar la comunicación y la práctica para que, cuando se utiliza un término químico, tenga un significado fijo relacionado con la estructura química, lo que permite comprender las propiedades químicas y las funciones moleculares derivadas. Estos propósitos diferentes pueden afectar la comprensión, especialmente en lo que respecta a las clases químicas que han alcanzado popularidad. A continuación se muestran algunos ejemplos del efecto de esto:

  • resveratrol , un compuesto único claramente definido por este nombre común, pero que puede confundirse, popularmente, con su isómero cis ,
  • ácidos grasos omega-3 , una clase de estructuras químicas razonablemente bien definida que, sin embargo, es amplia como resultado de su definición formal, y
  • Los polifenoles constituyen una clase estructural bastante amplia con una definición formal, pero donde las malas traducciones y el uso indebido general del término en relación con la definición formal han dado lugar a graves errores de uso y, por lo tanto, a ambigüedad en la relación entre estructura y actividad ( SAR ).

La rapidez con la que cambian los significados en internet, en particular para los compuestos químicos con supuestos beneficios para la salud, atribuidos correcta o incorrectamente, complica la monosemia de la nomenclatura (y, por lo tanto, el acceso a la comprensión de la relación estructura-actividad). Ejemplos específicos aparecen en el artículo sobre polifenoles , donde las distintas definiciones de internet y de uso común entran en conflicto con cualquier nomenclatura química aceptada que conecte la estructura y la bioactividad de los polifenoles .

Historia

nombres alquímicos

La nomenclatura de la alquimia es descriptiva, pero no representa eficazmente las funciones mencionadas anteriormente. Existen diferentes opiniones sobre si esto fue intencional por parte de los primeros practicantes de la alquimia o si fue consecuencia de las teorías particulares (y a menudo esotéricas) según las cuales trabajaban. Si bien ambas explicaciones probablemente sean válidas hasta cierto punto, resulta notable que el primer sistema "moderno" de nomenclatura química apareciera al mismo tiempo que la distinción (establecida por el químico francés Antoine Lavoisier ) entre elementos y compuestos , a finales del siglo XVIII.

Método de nomenclatura química

Portada del Méthode de nomenclature chimique .

El químico francés Louis-Bernard Guyton de Morveau publicó sus recomendaciones en 1782, [ 10 ] con la esperanza de que su «método constante de denominación» «ayudara a la inteligencia y aliviara la memoria». El sistema se perfeccionó en Méthode de nomenclature chimique , [ 11 ] publicado en 1787 en colaboración con Lavoisier, Claude Louis Berthollet y Antoine-François de Fourcroy , y traducido al inglés como Method of Chemical Nomenclature por James St. John en 1788. [ 12 ] Méthode de nomenclature chimique contenía prácticos diccionarios [ 13 ] en los que los nombres químicos antiguos se listaban con sus nuevos equivalentes [ 14 ] y viceversa. [ 15 ] Los nuevos nombres se proporcionaban tanto en francés como en latín para beneficio de un público lector internacional. Para un lector moderno, estos diccionarios siguen siendo útiles, pero ahora para descubrir y comprender los nombres antiguos, en lugar de los nuevos. En la versión inglesa, [ 16 ] los nuevos nombres se habían adaptado al inglés, aunque no siempre coincidían con las convenciones actuales. St. John usó «acetato» en lugar de «acetato», por ejemplo. Para los gases, la palabra «gas» («gaz») se estaba popularizando por su uso constante en los nuevos nombres, mientras que los nombres antiguos usaban el sufijo «aire».

Louis-Bernard Guyton de Morveau
Antoine Lavoisier
Claude Louis Berthollet
Antoine François de Fourcroy
Los autores del Méthode de nomenclature chimique .

Traité élémentaire de chimie

El nuevo sistema se presentó a un público más amplio en el libro de texto de Lavoisier de 1789, Traité élémentaire de chimie , [ 17 ] traducido al inglés como Elements of Chemistry por Robert Kerr en 1790, [ 18 ] y tendría una gran influencia mucho después de su muerte en la guillotina en 1794. El proyecto también fue respaldado por el químico sueco Jöns Jakob Berzelius , [ 19 ] [ 20 ] quien adaptó las ideas para el mundo de habla alemana.

El Traité élémentaire de chimie incluía la primera lista moderna de elementos ("sustancias simples"). También se proporcionaban nombres antiguos para explicar sus nuevas contrapartes. [ 21 ] Algunos nombres de elementos eran nuevos y recibieron versiones en inglés similares a los nombres en francés. [ 22 ] Para el nuevo "elemento" calórico , tanto los nombres nuevos como algunos de los "antiguos" ( fluido ígneo y materia de fuego y de calor ) fueron acuñados por Lavoisier, su descubridor. Sin embargo, la mayoría de los nombres de elementos no eran nuevos, por lo que conservaron sus versiones en inglés existentes. Pero su estatus como elementos era nuevo, un producto de la revolución química .

Reglas de Ginebra

Las recomendaciones de Guyton se referían únicamente a lo que más tarde se conocería como compuestos inorgánicos . Con la expansión masiva de la química orgánica a mediados del siglo XIX y la mayor comprensión de la estructura de los compuestos orgánicos , se hizo necesaria una nomenclatura menos improvisada justo cuando se disponía de la base teórica para hacerlo posible. En 1892, las sociedades químicas nacionales convocaron una conferencia internacional en Ginebra, de la cual surgieron las primeras propuestas de estandarización ampliamente aceptadas . [ 23 ]

IUPAC

En 1913, el Consejo de la Asociación Internacional de Sociedades Químicas creó una comisión, pero su labor se vio interrumpida por la Primera Guerra Mundial. Tras la guerra, la tarea pasó a la recién formada Unión Internacional de Química Pura y Aplicada , que en 1921 nombró las primeras comisiones para la nomenclatura orgánica, inorgánica y bioquímica , y continúa haciéndolo hasta el día de hoy.

Tipos de nomenclatura

Se ha desarrollado una nomenclatura tanto para la química orgánica como para la inorgánica. También existen designaciones relacionadas con la estructura ; véase Descriptor (química) . 

Química orgánica

  • Nombre del aditivo
  • nombre conjuntivo
  • Nombre de clase funcional, también conocido como nombre radiofuncional.
  • nombre de fusión
  • Nomenclatura Hantzsch-Widman
  • nombre multiplicativo
  • Nombre de reemplazo
  • Nombre sustitutivo
  • nombre sustractivo

Química inorgánica

Nomenclatura compositiva

compuestos binarios iónicos de tipo I

En los compuestos binarios iónicos de tipo I , el catión (un metal en la mayoría de los casos) se nombra primero, y el anión (generalmente un no metal ) se nombra en segundo lugar. El catión conserva su nombre elemental (por ejemplo, hierro o zinc ), pero el sufijo del no metal cambia a -uro . Por ejemplo, el compuesto LiBr está formado por cationes Li + y aniones Br− ; por lo tanto, se llama bromuro de litio . El compuesto BaO , que está compuesto por cationes Ba2 + y aniones O2− , se denomina óxido de bario .

El estado de oxidación de cada elemento es inequívoco. Cuando estos iones se combinan para formar un compuesto binario de tipo I, sus cargas iguales pero opuestas se neutralizan, por lo que la carga neta del compuesto es cero.

compuestos binarios iónicos de tipo II

Los compuestos binarios iónicos de tipo II son aquellos en los que el catión no tiene un solo estado de oxidación. Esto es común entre los metales de transición . Para nombrar estos compuestos, se debe determinar la carga del catión y luego escribir el nombre como se haría con los compuestos iónicos de tipo I, excepto que se escribe un número romano (que indica la carga del catión) entre paréntesis junto al nombre del catión (esto a veces se denomina nomenclatura de Stock ). Por ejemplo, para el compuesto FeCl₃ , el catión, hierro , puede aparecer como Fe²⁺ y Fe³⁺ . Para que el compuesto tenga una carga neta de cero, el catión debe ser Fe³⁺ para que los tres aniones Cl⁻ se puedan equilibrar (3+ y 3⁻ se equilibran a 0). Por lo tanto, este compuesto se denomina cloruro de hierro(III) . Otro ejemplo podría ser el compuesto PbS₂ . Debido a que el anión S²⁻ tiene un subíndice 2 en la fórmula (lo que da una carga de 4⁻), el compuesto debe estar equilibrado con una carga de 4+ en el catión Pb ( el plomo puede formar cationes con carga de 4+ o 2+). Por lo tanto, el compuesto está formado por un catión Pb⁴⁺ por cada dos aniones S²⁻ , el compuesto está equilibrado y su nombre se escribe como sulfuro de plomo(IV) .

Un sistema más antiguo, que se basa en los nombres latinos de los elementos, también se utiliza a veces para nombrar compuestos binarios iónicos de tipo II. En este sistema, al metal (en lugar de un número romano junto a él) se le añade el sufijo "-ico" o "-oso" para indicar su estado de oxidación ("-oso" para menor, "-ico" para mayor). Por ejemplo, el compuesto FeO contiene el catión Fe²⁺ (que se equilibra con el anión O²⁻ ). Dado que este estado de oxidación es menor que la otra posibilidad ( Fe³⁺ ), este compuesto a veces se denomina óxido ferroso . Para el compuesto SnO₂ , el ion estaño es Sn⁴⁺ (equilibrando la carga 4⁻ de los dos aniones O²⁻ ), y debido a que este es un estado de oxidación mayor que la alternativa ( Sn²⁺ ), este compuesto se denomina óxido estánnico .

Algunos compuestos iónicos contienen iones poliatómicos , que son entidades cargadas que contienen dos o más tipos de átomos unidos covalentemente. Es importante conocer los nombres de los iones poliatómicos comunes; estos incluyen:

La fórmula Na₂SO₃ indica que el catión es sodio , o Na⁺ , y que el anión es el ion sulfito ( SO₃ ) ²⁻ . Por lo tanto, este compuesto se llama sulfito de sodio . Si la fórmula dada es Ca(OH) ₂ , se puede ver que OH⁻ es el ion hidróxido. Dado que la carga del ion calcio es 2+, tiene sentido que deba haber dos iones OH⁻ para equilibrar la carga. Por lo tanto, el nombre del compuesto es hidróxido de calcio . Si se pide escribir la fórmula para el cromato de cobre(I), el número romano indica que el ion cobre es Cu⁺ y se puede identificar que el compuesto contiene el ion cromato ( CrO₄ ) ²⁻ . Se necesitan dos iones cobre 1+ para equilibrar la carga de un ion cromato 2⁻, por lo que la fórmula es Cu₂CrO₄ .

compuestos binarios de tipo III

Los compuestos binarios de tipo III están unidos covalentemente . El enlace covalente se produce entre elementos no metálicos. Los compuestos unidos covalentemente también se conocen como moléculas . Para el compuesto, el primer elemento se nombra primero con su nombre elemental completo. El segundo elemento se nombra como si fuera un anión (nombre base del elemento + sufijo -uro ). Luego, se usan prefijos para indicar la cantidad de cada átomo presente: estos prefijos son mono- (uno), di- (dos), tri- (tres), tetra- (cuatro), penta- (cinco), hexa- (seis), hepta- (siete), octa- (ocho), nona- (nueve) y deca- (diez). El prefijo mono- nunca se usa con el primer elemento. Así, el NCl 3 se denomina tricloruro de nitrógeno , el BF 3 se denomina trifluoruro de boro y el P 2 O 5 se denomina pentóxido de difósforo (aunque la a del prefijo penta- en realidad no debería omitirse antes de una vocal: el Libro Rojo de la IUPAC 2005, página 69, afirma: "Las vocales finales de los prefijos multiplicativos no deben elidirse (aunque "monóxido", en lugar de "monoóxido", es una excepción permitida debido al uso general)").

El dióxido de carbono se escribe CO₂ ; el tetrafluoruro de azufre se escribe SF₄ . Sin embargo, algunos compuestos tienen nombres comunes que prevalecen. El H₂O , por ejemplo, se suele denominar agua en lugar de monóxido de dihidrógeno , y el NH₃ se denomina preferentemente amoníaco en lugar de trihidruro de nitrógeno .

Nomenclatura sustitutiva

Este método de nomenclatura generalmente sigue la nomenclatura orgánica establecida por la IUPAC. Los hidruros de los elementos del grupo principal (grupos 13-17) reciben el nombre base que termina en -ano, por ejemplo, borano (B₂H₃), oxidano (H₂O), fosfano (P₂H₃ ) ( aunque el nombre fosfina también es de uso común , la IUPAC no lo recomienda ) . El compuesto P₂Cl₃ se nombraría , por lo tanto , como triclorofosfano (con el cloro "sustituyendo"). Sin embargo, no todos estos nombres (o raíces) se derivan del nombre del elemento. Por ejemplo, N₂H₃ se denomina " azano ".

Nomenclatura aditiva

Este método de nomenclatura se ha desarrollado principalmente para compuestos de coordinación , aunque puede aplicarse de forma más general. Un ejemplo de su aplicación es [ CoCl(NH₃ ) ₅ ] Cl₂ , cloruro de pentaaminocloruro de cobalto(III).

Los ligandos también tienen una convención de nomenclatura especial. Mientras que el cloruro se convierte en el prefijo cloro- en la nomenclatura sustitutiva, para un ligando se convierte en cloro- .

Véase también

Referencias

  1. ↑ "1958 (A: Hidrocarburos, y B: Sistemas heterocíclicos fundamentales), 1965 (C: Grupos característicos)", Nomenclatura de química orgánica (3.ª  ed.), Londres: Butterworths, 1971, ISBN 978-0-408-70144-0.
  2. ↑ Rigaudy, J.; Klesney, SP, eds. (1979). Nomenclatura de la química orgánica . IUPAC / Pergamon Press . ISBN 0-08022-3699.Panico, R.; Powell, WH; Richer, JC, eds. (1993). Guía de la nomenclatura IUPAC de compuestos orgánicos . IUPAC / Blackwell Science . ISBN 0-632-03488-2.. IUPAC, División de Nomenclatura Química y Representación de Estructuras (27 de octubre de 2004). Nomenclatura de Química Orgánica (Recomendaciones Provisionales) . IUPAC .
  3. ↑ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (2005). Nomenclatura de la Química Inorgánica (Recomendaciones de la IUPAC 2005). Cambridge (Reino Unido): RSC – IUPAC . ISBN 0-85404-438-8Versión electrónica .
  4. ↑ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (1993). Cantidades, unidades y símbolos en química física , 2.ª edición, Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8Versión electrónica .
  5. ↑ Compendio de terminología química, Recomendaciones IMPACT (2.ª ed.) , Oxford: Blackwell Scientific Publications. (1997)
  6. ↑ Nomenclatura bioquímica y documentos relacionados , Londres: Portland Press, 1992.
  7. ↑ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (1998). Compendio de Nomenclatura Analítica (reglas definitivas 1997, 3.ª ed.). Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-86542-6155.
  8. ↑ Compendio de Nomenclatura Macromolecular , Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1991.
  9. ↑ Compendio de terminología y nomenclatura de propiedades en ciencias de laboratorio clínico , Recomendaciones IMPACT 1995, Oxford: Blackwell Science, 1995, ISBN 978-0-86542-612-2.
  10. ^ Guyton de Morveau, LB (1782), "Mémoire sur les denominations chimiques, la necessité d'en perfectner le système et les règles pour y parvenir", Observations Sur la Physique , 19 : 370– 382
  11. ^ Guyton de Morveau, LB ; Lavoisier, AL ; Berthollet, CL ; Fourcroy, AF de (1787), Méthode de Nomenclature Chimique , París: Cuchet
  12. ↑ Guyton de Morveau, LB; Lavoisier, A.; Berthollet, CL; Fourcroy, A.-F. de (1788) [1787]. Método de nomenclatura química, propuesto por los señores de Morveau, Lavoisier, Berthollet y de Fourcroy: Al que se añade un nuevo sistema de caracteres químicos adaptado a la nomenclatura de los señores Hassenfratz y Adet . Traducido por St. John, James. G. Kearsley.
  13. ↑ Giunta, C. "Un diccionario de la nueva nomenclatura química" . Química clásica .
  14. ^ Guyton de Morveau y otros. 1787 , pág. 107 . 
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  17. ^ Lavoisier, AL (1789), Traité Élémentaire de Chimie , París: Deterville
  18. ↑ Lavoisier, A. (1790) [1789]. Elementos de Química, en un Nuevo Orden Sistemático, que Contiene Todos los Descubrimientos Modernos . Traducido por Kerr, Robert. William Creech.
  19. ^ Berzelius, JJ (1811), "Essai sur la nomenclature chimique", Journal de Physique , 73 : 253– 286.
  20. ↑ Wisniak, Jaime (2000), "Jöns Jacob Berzelius: Una guía para el químico perplejo", The Chemical Educator , 5 (6): 343–50 , doi : 10.1007/s00897000430a , S2CID 98774420 .
  21. ↑ Lavoisier 1789 , pág. 192 . 
  22. ↑ Lavoisier 1790 , pág. 175 . 
  23. ↑ "Congrès de nomenclature chimique, Genève 1892" , Bulletin de la Société Chimique de Paris , Série 3, 8 : xiii– xxiv, 1892.
  • Compendio interactivo de terminología química de la IUPAC (el "Libro de Oro" interactivo)
  • Serie de libros de nomenclatura de la IUPAC (lista de todos los libros de nomenclatura de la IUPAC y cómo acceder a ellos)
  • Compendio de Terminología Química de la IUPAC (" Libro de Oro ") (archivado en 2005)
  • Cantidades, unidades y símbolos en química física (" Libro Verde ")
  • Nomenclatura de Química Orgánica de la IUPAC (" Libro Azul ")
  • Nomenclatura de Química Inorgánica: Recomendaciones de la IUPAC 2005 (" Libro Rojo ")
  • Recomendaciones de la IUPAC sobre nomenclatura, símbolos, terminología, etc., en química orgánica y bioquímica (incluye las recomendaciones de la IUBMB para bioquímica).
  • chemicalize.org es un sitio web/servicio gratuito que extrae los nombres IUPAC de las páginas web y crea una versión "químicamente modificada" con imágenes de las estructuras. También se pueden buscar estructuras en las páginas anotadas.
  • ChemAxon Nombre <> Estructura – Software para convertir nombres IUPAC (y tradicionales) a estructuras y viceversa. Utilizado en chemicalize.org.
  • ACD/Name : Genera códigos IUPAC, INDEX (CAS), InChi, Smiles, etc., para estructuras dibujadas en 10 idiomas y traduce nombres a estructuras. También disponible como herramienta por lotes y para Pipeline Pilot. Forma parte de I-Lab 2.0.