Systematische anorganische Nomenklatur (1999) (PDF)

Die systematische Nomenklatur der anorganischen Chemie

Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

Wolfgang Liebscher · Ekkehard Fluck

Die systematische
Nomenklatur der
anorganischen Chemie
Mit 557 Formeln, 7 Abbildungen, 33 Tabellen und 31 Tafeln

,

Springer

Privatdozent
Or. rer. nat. habil. Wolfgang Liebscher
Humboldt-Universitat Berlin
Institut fUr Chemie der MathematischNaturwissenschaftlichen Fakultăt
Hessische StraBe 1-2
10115 Berlin
privat: Kaulsdorfer StraBe 270
12555 Berlin

Prof. Or. Or. h.c.mult. Ekk.ehard Fluck
Wissenschaftliches Mitglied
der Max-Planck-Gesellschaft
Max-Planck-Haus
Berliner StraBe 10
69120 Heidelberg
ISBN 978-3-540-63097-5
Die Deutsche Bibliothek - Cip-Einheitsaufnahme
Liebscher. Wolfgang:
Die systematische Nomenklatur der anorganischen Chemie 1
Wolfgang Liebscher; Ekkehard Fluck. -Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest;
Hongkong; London; Mailand; Paris; Singapur; Tokio: Springer. 1998
ISBN 978-3-540-63097-5
ISBN 978-3-642-58368-1 (eBook)
DOI 10.10071978-3-642-58368-1

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@ Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999
Origina1ly published by Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York in 1999

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Vorwort
Die Internationale Union fur Reine und Angewandte Chemie (IUPAC) bemtiht sich seit
vielen Jahrzehnten, einheitliche, universell akzeptierte Empfehlungen fur die Nomenklatur
chemischer Verbindungen, Symbole, Einheiten und Terminologie zu erarbeiten. Die
Bedeutung der Nomenklatur wachst mit der Komplexitat der Substanzen und der
Verbreitung von Informationen rund urn die Welt durch elektronische Medien,
Datenbanken, etc. Das Verstandnis von der Natur der Stoffe und ihrem chemischen und
physikalischen Verhalten wie auch die Sprache der Chemie haben sich zweifelsohne in
hohem MaBe entwickelt, seit LAVOISIER im Jahre 1780 feststellte [23a; DE MORVEAU
1782], daB einerseits die Sprache einer Wissenschaft keine Fortschritte macht bevor
gleichzeitig die Wissenschaft verbessert wird, noch andererseits die Wissenschaft ohne
adaquate Sprache oder Nomenklatur weiter vorangebracht wird.
Hin und wieder wird eingewendet, daB es im Zeitalter des Computers - der eriaubt, mit
Hilfe von Strukturformeln in Datenbanken zu recherchieren - unnotig sei, den
Verbindungen Namen zuzuteilen. Die Strukturformel gabe sicherere Auskunft tiber die
Natur einer chemischen Verbindung als der Name. Genauso konnte man einwenden, daB
Namen fur Menschen tiberfltissig geworden seien, seit es die Photographie gibt. Ein Bild
vermittelt ja sehr viel mehr Informationen tiber den Abgebildeten als der Name. Wenn der
Vergleich auch gewisse Schwachen hat, wei! die Strukturformel zeitunabhangig ist, nicht
aber das Bild eines Menschen, so zeigt er doch, daB zur Identifizierung der Name oder eine
Zahl wie die Registry Number in Chemical Abstracts erforderlich ist, urn eine chemische
Verbindung eindeutig zu bezeichnen. Der Name hat jedoch gegentiber der Registry
Number den Vorteil, daB aus ihm die Strukturformel konstruiert werden kann, wenn er
systematisch und richtig gebildet ist.
Ein haufiges MiBverstandnis der Arbeit der Nomenklaturkommissionen der IUPAC
liegt darin, daB ihr unterstellt wird, sie wolle eine einzige (eineindeutige) Nomenklatur
erfinden. Sie will jedoch nicht eine eineindeutige, wohl aber eine eindeutige Nomenklatur
entwickeln. Dabei beschrankte sich ihre Arbeit bisher "im wesenlichen auf die
Codifizierung vorhandener brauchbarer Nomenklatur-Methoden" [49 - Introduction]. Ais
Foige existieren mehrere mogliche Namen flir eine Substanz. An einer Methode zur
Bildung von Vorzugsnamen wird gearbeitet.
Die Nomenklatur entwickelt sich so, daB Namen verschwinden, die auf einer Funktion
basieren; es wird zunehmend Wert auf die Beschreibung der Zusammensetzung oder der
Struktur und weniger Wert auf Wiedergabe chemischer Eigenschaften im Namen gelegt.
Zum Beispiel gibt es keinen Grund, bei der Benennung die Aciditat gegentiber einer
anderen chemischen Eigenschaft zu bevorzugen.
Ftir anorganische Verbindungen wurden von der IUPAC Nomenklatur-Empfehlungen
erstmals 1926 [25a] formuliert und tiberarbeitet 1959 [36a] publiziert. Eine zweite Ausgabe
des Red Book erschien 1970 [37], der eine weitere, aktualisierte Ausgabe 1990 [45] folgte.
Diesem Buch liegt die im Auftrage der Gesellschaft Deutscher Chemiker in
Zusammenarbeit mit der Neuen Schweizerischen Chemischen Gesellschaft und der
Gesellschaft Osterreichischer Chemiker herausgegebene Ubertragung der 1990er Empfehlungen in die deutsche Sprache [45] zugrunde. Es kommentiert die IUPAC Nomenklatur-Empfehlungen und erIautert ihre Anwendung, d.h. stellt eine Gebrauchsanweisung
flir die Entwicklung von Namen flir chemische Strukturen dar. Die Empfehlungen werden
in einer moglichst nutzerfreundlichen Form zu prasentieren. Deshalb wird auch auf altere

VI

Vorwort

Empfehlungen, die in der 1990er Ausgabe geiindert wurden, hingewiesen. Hinweise auf die
Originalliteratur sollen dem Interessierten die Quellen zugangJich machen. Durch
Zusamrnenfassung zusamrnengehorender Empfehlungen in den einzelnen Kapiteln wurde
versucht, Redundanz so weit wie mogJich zu vermeiden. Dies gilt besonders fUr die
tabellarische Zusamrnenstellung aller sich von den Elementnamen ableitenden Morpheme,
die fUr die Namensbildung benotigt werden, im Anhang. Den Kapiteln zur Namenskonstruktion sind erstmaJig die Regeltexte in Form von Algorithmen vorangestellt, die eine
schnelle Orientierung erlauben (siehe Hinweise zur Benutzung). Trotzdem waren viele Verweise erforderlich. Von den fUr den Teil 2 des Red Book vorgesehenen Kapiteln wurden
nur die Nomenklaturen fUr "Isotop-modifizierte Verbindungen", "Ketten und Ringe" sowie
fUr "Wasserstoffisotope" behandelt. Andere Nomenklaturen wie die fUr "Stickstoffhydride", "Radikale" oder "Polyanionen" wurden an den entsprechenden Stellen
angesprochen.
Ein Problem fUr die 1990er Fassung der IUPAC-Empfehlungen war die Verwendung
der verschiedenen Formen des Periodensystems der Elemente. Obwohl von der IUP AC das
18-Gruppen System empfohlen wird, ist der Bezug auf andere Formen freigestellt.
Bei der Schreibung der Namen und der Verwendung von Zeichen wurde unter
Adaption der von der IUPAC gegebenen Empfehlungen eine formale Vereinheitlichung
angestrebt. Das betrifft u.a. die Art der Lokanten, die Getrennt-/Zusammenschreibung, die
Verwendung des Bindestrichs und auch die Formelschreibung. Die Kursivschreibung ist
den IUPAC-Empfehlungen entsprechend vorgenommen worden.
An die RegeItexte schlieBt sich ein Glossar (Kapitel 11) an, in dem im Abschnitt
"Definitionen haufig gebrauchte Termini zusammengestellt sind. Durch Verweis von
Synonymen auf Vorzugsbenennungen wird eine VereinheitJichung der Terminologie
angestrebt. Dem Abschnitt "Definitionen" schlieBt sich der Abschnitt "Abklirzungen" an.
Nach langjahrigen Gesprachen und Beratungen in der Commission on the
Nomenclature of Inorganic Chemistry (CNIC) der IUPAC und mit den Arbeitsgruppen des
Lawrence Berkeley Laboratory (LBL), des Kemforschungszentrums in Dubna (JINR) und
der Gesellschaft fUr Schwerionenforschung in Darmstadt (GSI) verabschiedete die IUPAC
auf ihrer General Assembly 1997 in Genf ein Dokument, das die Elemente mit den
Ordnungszahlen 104-109 benennt. Diese Namen konnten im vorliegenden Buch noch
berlicksichtigt werden.
Die Verfasser hoffen, daB es ihnen gelungen ist, die aktuelle Nomenklatur anorganischchemischer Verbindungen in libersichtlicher und verstandlicher Form vorzustellen und
damit die Scheu vor der Benutzung der IUP AC-Empfehlungen und der Bildung
systematischer Namen abzubauen.
Da bei einem Werk wie dem vorJiegenden auch bei sorgfaItigster Korrektur der
Druckfahnen Druckfehler fast unvermeidlich sind, sind die Autoren den Lesem fUr
diesbeztigliche Hinweise dankbar.
Dem Springer-Verlag, Heidelberg, Berlin, und insbesondere Herrn Dr. R. Stumpe,
danken wir fUr die Anregung zu diesem Buch, ihm und seinen Mitarbeitem fUr ihre
Unterstlitzung bei der Herstellung des Manuskripts. Frau Regina Peters yom ProduServ
VerJagsservice geblihrt unser Dank fUr sorgfaltige Arbeit und die geduldige
Berlicksichtigung aller, besonders das Layout betreffenden Wlinsche und fUr die
vertrauensvolle Zusammenarbeit wahrend seiner Entstehung.
Heidelberg und Berlin im September 1998

Ekkehard Fluck
Wolfgang Liebscher

Inhalt
Hinweise fOr die Benutzung

XIII

Abbildungen

XV

Tabellen
Tafeln

XVI
XVII

1

Gegenstande und Aufgabe der chemischen
Nomenklatur und Terminologie

1.2
1.3
1.4
1.5

1.1

Einleitung
Geschichte
IUPAC-Empfehlungen
Aufgaben der chemise hen Nomenklatur und Terminologie
Gegenstiinde der Nomenklatur

2
2
3
5
5

2

Nomenklaturkonventionen

7

2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.5
2.5.1
2.5.2
2.5.3

Einleitung
Namenstypen I Nomenklatursysteme I Verbindungsklassen
Namenstypen
Nomenklatursysteme
Verbindungsklassen
Formeln
Einleitung
Formeltypen
Angabe der Mengenverhiiltnisse der Bestandteile
Angabe der Oxidationsstufe und der Ladung der Bestandteile
Weitere Modifikationen der Formel
Rangfolgen der Symbole
Morpheme
Affixe (Priifixe, Suffixe und Infixe)
Vervielfachende Priifixe
Deskriptoren
Lokanten
Formalismen
Schreibung
Interpunktion
Rangfolgen

10
11

11

13

19
20
20
20
22
23
25
27
32
32
36
39
41
50
50
54
67

Inhaltsverzeichnis

VIII

3

Chemische Elemente und Verbindungen

3.1

3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.1.6
3.1.7
3.2
3.2.1
3.2.2
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3

Chemische Elemente (einschlieBlich ihrer allotropen Formen
- Einatomige und homopolyatomige Spezies)
Namen und Symbole
Angabe von Masse, Ladung und Ordnungszahl durch Indizes
und Exponenten (Tief- und hochgestellte Zahlen)
Isotope
Name eines Elements oder einer elementaren Substanz
Allotrope
Elementgruppen im Periodensystem und ihre Untergruppen
Sammelnamen fUr Gruppen ahnlicher Elemente
Verbindungen
Einleitung
Konstruktion von Namen
Ionen
Kationen
Anionen
Substituenten, Radikale, Liganden

81
82
82
83
86
92
93
93
93
96
96
104
117

4

Neutralmolekule

151

4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5

153
153
158
158
176
177
178
178
182

4.3.6
4.4
4.4.1
4.4.2
4.4.3

Einleitung
Substitutionsnomenklatur
Hydridnamen
Namen von Substitutionsprodukten der Hydride
Koordinationsnomenklatur
Einleitung
Einkernige Koordinationsverbindungen
Mehrkernige Koordinationsverbindungen
Andere mehrkernige Verbindungen
Koordinationsverbindungen mit Ringen
und Clustern von Zentralatomen
Einstrangige Koordinationspolymere
Organometall-Verbindungen
Allgemeines
Komplexe mit ungesattigten Molekiilen oder Gruppen
Metallocene (Bis(1J5-cyc1opentadieny1)-Einheiten)

188
189
191
191
192
196

5

Auf der Stochiometrie beruhende Namen

199

5.1
5.2

Einleitung
Klassen der Bestandteile und deren Rangfolge

201
202

3.1.1
3.1.2

73

76
77

Inhaltsverzeichnis

IX

5.2.1
5.3
5.3.1
5.3.2
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.4.5
5.5
5.5.1
5.5.2
5.5.3
5.5.4
5.5.5
5.6
5.7
5.8
5.9

Namen der Bestandteile
Bezeichnung der Mengenverhaltnisse der Bestandteile
Verwendung vervielfachender Prlifixe
Verwendung von Oxidations- und Ladungszahlen
Salze
Einleitung
Saure Salze
Doppelsalze, Tripelsalze usw.
Oxid- und Hydroxidsalze
Doppeloxide und -hydroxide
Sauren
Einleitung
Sauren und deren Derivate
Oxosauren und davon abgeleitete Anionen
Mehrkernige Oxosauren
Der Spezialfall einkerniger Phosphor- und Arsenoxosauren
Basen
Additionsverbindungen
Borhydride
Wahl des geeigneten Namens

203
204
204
206
208
208
208
209
209
209
210
210
210
213
222
227
234
234
235
236

6

Borhydride und verwandte Verbindungen und
Clusterverbindungen des Bors

237

6.1
6.2
6.2.1
6.2.2
6.3
6.3.1
6.3.2
6.4
6.4.1
6.4.2
6.4.3
6.5
6.5.1
6.5.2
6.5.3
6.6

Einleitung
Borhydrid-Nomenklatur
Borhydridstrukturen
Grundlagen der Borhydrid-Nomenklatur
Polyedrische Polyborhydrid-Cluster
Klassifizierung und Namen der Verbindungsklassen
Benennung von individuellen Borhydriden
Substitution und Austausch in Bor-Clustern
Wasserstoff-Substitution
Adduktbildung
Austausch von Skelettatomen (Subrogation)
Namen fUr ionische Borverbindungen
Anionen
Kationen
Strukturen mit sowohl kationischen als
auch anionischen Zentren (Zwitterionen)
Namen fUr Substituenten

238
238
238
244
244
244
246
254
254
256
257
262
262
264
264
264