Durch die Nomenklatur chemischer Verbindungen ist es möglich, die Zusammensetzung oder Struktur einer chemischen Verbindung durch einen Namen sicher und eindeutig zu beschreiben. Umgekehrt ist die Nomenklatur aber nicht eineindeutig, da es für die gleiche Verbindung in der Regel mehrere, teils historische, Namen gibt. Die Namen von anorganischen chemischen Verbindungen sollten dabei den IUPAC-Empfehlungen für anorganische Substanzen folgen, welche sich von den IUPAC Empfehlungen für organische Substanzen teilweise unterscheiden. Diese Empfehlungen der IUPAC werden im sogenannten Red Book publiziert. Soweit nicht anders erwähnt, bezieht sich der folgende Artikel auf die aktuelle deutschsprachige IUPAC-Nomenklatur.
Trivialnamen
Historisch war die Namensfindung chemischer Verbindungen oft mehr oder weniger willkürlich, da die genaue Zusammensetzung zumeist unbekannt war. Oft benannten Entdecker eine Substanz daher mit unsystematischen Trivialnamen z. B. aufgrund des Herstellungsweges, basierend auf der (lateinischen) Bezeichnung eines Ausgangsstoffes, seiner Verwendung oder einer Eigenschaft. Auch erhielten Substanzen oft den Namen des Entdeckers. Vitriolöl, hergestellt aus Vitriol Kakodyl, unangenehm riechend Brillantgrün, aufgrund der Farbe Gerbsäure, aufgrund der Verwendung beim Gerben Glaubersalz, entdeckt von Johann Rudolph Glauber Zeise-Salz, zuerst hergestellt von William Christopher Zeise Aufgrund der fehlenden Systematik mussten alle Namen einzeln erlernt werden. Ein weiterer Nachteil war, dass ein anderer Chemiker, wenn er den Namen nicht kannte, aufgrund des Trivialnamens nicht auf die Zusammensetzung oder Struktur einer Verbindung schließen konnte. Zudem konnte die gleiche Verbindung mehrere Trivialnamen haben. Die Verwendung von Trivialnamen wird daher von der IUPAC grundsätzlich nicht empfohlen und soll auf wenige Ausnahmen (Wasser, Ammoniak etc.) beschränkt werden.
Nomenklatursysteme Neben den historischen Trivialnamen, gibt es systematische Namen auf der Basis verschiedener Nomenklatursysteme, und darauf aufbauend semisystematische Namen und Sondernamen. Diese Nomenklatursysteme haben jeweils eigene Regeln und verschiedenen Vor- und Nachteile. Etablierte Nomenklatursysteme in der Anorganischen Chemie sind Binärnomenklatur (de Morveau, 1787) Koordinationsnomenklatur (Alfred Werner, 1893) Substitutionsnomenklatur (Jean-Baptiste Dumas, 1838) Hantzsch-Widman-Nomenklatur (Arthur Hantzsch, Oskar Widman und Austin M. Patterson, 1888) Additionsnomenklatur Subtraktionsnomenklatur Austauschnomenklatur Anellierungsnomenklatur Konjunktionsnomenklatur (Chemical Abstracts) Sondernomenklaturen (z. B. bei Oxosauren, Borverbindungen oder Clustern) Alle Nomenklatursysteme basieren auf Morphemen. D. h. die systematischen Namen oder Namensbestandteile werden aus Elementnamen und verschiedenen Bausteinen, wie Vorsilben (Präfixe), Einfügungen (Infixe) und Nachsilben (Suffixe) zusammengesetzt. Diese werden mit Ziffern und Interpunktionszeichen zum vollständigen Namen komplettiert. Präfixe werden insbesondere zur Beschreibung der Anzahl der Atome oder Atomgruppen (...dichlorid..., ...tetraoxid...) oder deren räumliche Anordnung (cis, trans, cyclo, η) hinzugefügt. Suffixe können z. B. Auskunft über die Ladung (...chlorid..., ...sulfid..., bromido...) oder eine Stammverbindung (Silan, Plumban, ...silyl..) geben und werden üblicherweise dem Namensstamm angehängt.
In den IUPAC Empfehlungen für anorganische Verbindungen werden insbesondere die Binär-, Koordinations- und Substitutionsnomenklatur verwendet. In der folgenden Tabelle sind die Namen, die sich aus den drei Systemen ergeben, am Beispiel von SiCl4 und IF5 gegenübergestellt: {| class="wikitable" style="text-align:center" ! class="hintergrundfarbe8" rowspan="2" |Substanz || class="hintergrundfarbe8" rowspan="2" | Strukturformel || class="hintergrundfarbe8" colspan="3" |Nomenklatursystem |- ! class="hintergrundfarbe8" |Binär!! class="hintergrundfarbe8" | Koordination !! class="hintergrundfarbe8" | Substitution |- |SiCl4|| 100px || Siliciumtetrachlorid || Tetrachloridosilicium ||Tetrachlorsilan |- |IF5|| 100px ||Iodpentafluorid || Pentafluoridoiod ||Pentafluoriodan
Alle drei Systeme können alternativ verwendet werden, wenn auch nicht alle für eine Substanz gleich gut geeignet sind. Die Namensbildung muss aber immer komplett aus einem System erfolgen, eine Vermischung ist nicht erlaubt. Entsprechend sind Namen wie Siliciumtetrachlor oder Tetrachloridorsilan falsch und unzulässig. In der Regel sind die Endvokale der Morpheme im Namen immer zu verwenden. Das Weglassen von Vokalen ist nur in wenigen Ausnahmen, nach vorgegebenen Regeln, erlaubt, um die Aussprache zu vereinfachen. Beispiele Oxazol (nicht Oxaazaol), Disilan (nicht Disilaan), aber Tetraaqua und Tetraammin.
Binärnomenklatur In der Binärnomenklatur () werden die einzelnen Elemente und Gruppen nach einfachen Regeln hintereinander gestellt. Es handelt sich im Wesentlichen um eine stöchiometrische Nomenklatur, welche meist keine Rückschlüsse auf die Molekülstruktur oder -geometrie zulässt. Entsprechend wird die Binärnomenklatur bevorzugt für salzartige (binäre) Verbindungen verwendet oder wenn die Struktur einer Verbindung unbekannt oder nicht von Interesse ist. Die Reihenfolge der Nennung der Elemente und Gruppen erfolgt von elektropositiv zu elektronegativ. Zusätzlich werden Zahlenpräfixe vorangestellt und die Ladung eines Elements oder einer Gruppe durch Modifizierung des Namensstamm kenntlich gemacht. {| class="wikitable" style="text-align:left" |- | class="hintergrundfarbe9"|Namensbildung: Zahlenpräfix1 + Kation1 + Zahlenpräfix2 + Kation2 + ... + Zahlenpräfixn + Anionn + Zahlenpräfixn+1 + Anionn+1 Beispiele: AlCl3 Aluminiumtrichlorid; KMgCl(SO4) Kaliummagnesiumchloridsulfat
Kationennamen Bei einkernigen Kationen entspricht der Kationenname dem Elementnamen. Existieren mehrere Oxidationsstufen für ein Metallatom, so wird die in einer Verbindung vorliegende Oxidations- oder Ladungszahl durch eine, in Klammern gesetzte, nachgestellte römische Ziffer angegeben, Beispiele Eisen(II)-oxid = FeO oder Eisen(III)-oxid = Fe2O3. Kationen (auch nur formale) behalten grundsätzlich den Elementnamen. Wasserstoff wird als Hydrogen bezeichnet.
Anionennamen Die Namen der Anionen werden durch die Suffixe -id, -at und -it gebildet. Für einatomige Anionen oder polymere Einheiten aus den gleichen Atomen wird an den Namensstamm die Endung -id angehängt. Einige wichtige sind: {| class="wikitable" style="text-align:center" |- !class="hintergrundfarbe8"| !!class="hintergrundfarbe8"| Gruppe 14 !! class="hintergrundfarbe8"| Gruppe 15 !! class="hintergrundfarbe8"|Gruppe 16 !! class="hintergrundfarbe8"|Gruppe 17 |- | Namen ||Carbid (C4−)Silicid (Si4−)||Nitrid (N3−)Phosphid (P3−)Arsenid (As3−) || Oxid (O2−)Peroxid ((O2)2−)Sulfid (S2−)Selenid (Se2−) || Fluorid (F−)Chlorid (Cl−)Bromid (Br−)Iodid (I−) |- | Beispiele ||SiC Siliciumcarbid||Na3N Natriumnitrid||Na2S Natriumsulfid|| CaF2 Calciumdifluorid |} Koordinationseinheiten und polymere Einheiten mit verschiedenen Atomen erhalten die Endung -at, Beispiele Hexacyanidoferrat, Sulfat. Die Endung -it wird weiterhin für einige Trivialnamen verwendet, Beispiele Nitrit, Sulfit.
Koordinationsnomenklatur
Diese für Komplexe entwickelte, prinzipiell additive Nomenklatur () geht von einer Molekülstruktur mit einem Zentralatom aus, welches – entsprechend seiner Bindigkeit – mit mehreren Liganden verknüpft ist. {| class="wikitable" style="text-align:left" |- | class="hintergrundfarbe9"| Namensbildung: Zahlenpräfix1 + Ligand1 + Zahlenpräfix2 + Ligand2 + ... + Zahlenpräfixn + Ligandn + Elementname Zentralatom Beispiel: [PtCl2(NH3)2] Dichloridodiamminplatin
Die Namen der Liganden werden je nach Ladung unterschiedlich gebildet: Der Name anionischer Liganden ergibt sich aus dem Namen des Anions mit der Endung -o, Beispiele Hydrid → Hydrido, Borid → Borido, Cyanid → Cyanido. Es gab bis zur Revision der IUPAC-Nomenklatur im Jahr 2005 in der deutschen Schreibweise eine Reihe von zugelassenen Ausnahmen: Fluoro (F−),Chloro (Cl−), Bromo (Br−), Iodo (I−), Oxo (O2−), Peroxo ((O2)2−), Hydroxo (HO−), Hydrogenperoxo ((HO2)−), Cyano (CN−), Thio (S2−) und Mercapto oder Hydrosulfido (HS−). Diese Ausnahmen sind durch die Überarbeitung nun weggefallen.Karl-Heinz Hellwich: Mehr Systematik: Nomenclature of Inorganic Chemistry. Hrsg. von der International Union of Pure and Applied Chemistry. RSC Publishing, Cambridge/UK, 2005. XII + 366 S., geb., 49,95, ISBN 0-85404-438-8. In: Nachrichten aus der Chemie. 54, 2006, S. 807–808, . Der Name kationischer Liganden entspricht den Elementnamen bzw. wird bei heteropolyatomigen Kationen durch Anfügen der Endung -ium gebildet, Beispiel Hydrazin → Hydrazinium. Neutral Liganden werden wie die Verbindung benannt, Beispiel Triphenylphosphan → Triphenylphosphan.
Substitutionsnomenklatur Die Substitutionsnomenklatur () ist, in Analogie zur Substitutionsnomenklatur bei organischen Substanzen, besonders geeignet für anorganische Verbindungen, welche sich von einer Element-Wasserstoff-Verbindung (Stammhydrid) ableiten lassen. Sie kann überall angewendet werden, wo sie geeignet ist. Die Verbindungsnamen leiten sich von einer Stammverbindung ab, die gebundenen Substituenten (Atome oder Atomgruppen) werden analog der Nomenklatur in der organischen Chemie vorangestellt, in Ausnahmen angehängt. {| class="wikitable" style="text-align:left" |- | class="hintergrundfarbe9"|Namensbildung: Zahlenpräfix1 + Substituent1 + Zahlenpräfix2 + Substituent2 + ... + Zahlenpräfixn + Substituentn + Stammname Beispiele: Cl2SiH-SiH2OH 1,1-Dichlor-2-hydroxydisilan oder 1,1-Dichlordisilan-2-ol
Hantzsch-Widman-Nomenklatur
Die Hantzsch-Widman-Nomenklatur befasst sich mit der Benennung von heterocyclischen chemischen Verbindungen.
Systematik Zahlenpräfixe
In chemischen Namen werden Zahlenpräfixe verwendet, um anzugeben, wie viele gleiche Atomen oder Atomgruppen in einem Molekül vorkommen, Beispiel Calciumdichlorid, Pentacarbonyleisen. Das Präfix Mono wird üblicherweise nicht verwendet, es sei denn, der Verbindungsname ist sonst mehrdeutig oder speziell darauf besonders hingewiesen werden soll.
Namensstamm
Der Namensstamm entspricht in der Regel entweder dem Elementnamen oder dessen Kurzform.
Arabische und römische Ziffern Arabische und römische Ziffern werden in Formeln und Namen für verschiedene Zwecke verwendet. Ziffer Wo Verwendung Beispiel Arabisch Formel: als Index zur Angabe der Anzahl (≠1) Fe3(PO4)2 als linker Exponent zur Angabe der Massenzahl als linker Index zur Angabe der Ordnungszahl Formel:Namen: zur Angabe der Haptizität Fe(η5-C5H5)2Bis(η5-cyclopentadienyl)eisen zur Angabe der Ladungszahl/Ewens-Bassett-Zahl(positiv: 2+; negativ: 2-) Fe2+ Eisen(2+)-sulfat als Faktor in Additionsverbindungen CuSO4·5H2O Kupfersulfat–Wasser (1/5) Namen: zur Angabe der Position in einer Stammverbindung (Lokanten) 1,1-Dichlordisilanzur Angabe der verbrückten Zentralatome Tris(μ2-carbonyl)hexacarbonyldieisen zur Angabe der Wasserstoffatome in Borverbindungen Hexaboran(12) = B6H12 zur Angabe der Bindungszahl eines Zentralatoms λ6–Sulfan Römisch Formeln:Namen: zur Angabe der Oxidationszahl/Stock-Zahl(positiv: III; negativ: -II) K4[FeII(CN)4] Kaliumhexacyanidoferrat(II)
Griechische Buchstaben Griechische Buchstaben werden unter anderem wie folgt verwendet: α, β, γ zur Angabe von relativen Positionen und relativen Abständen, oder zur Unterscheidung von Modifikationen oder Phasen, Beispiel γ-Aminobuttersäure, α,β-Quarz β, γ, δ, ε zur Angabe der Ringgröße von Lactonen η zur Beschreibung der Haptizität (Hapto-Konvention), Beispiel Be(C5H5)2 Bis(η1,η5-cyclopentadienyl)beryllium(II) μ als Kennzeichnung eines verbrückten Ligandens, Beispiel Tris(μ2-carbonyl)hexacarbonyldieisen κ zur Bezeichnung der gebundenen Atome eines (mehrzähnigen) Liganden (Kappa-Konvention)