离子与化合物的命名

实验室的试剂架上有一瓶淡绿色晶体，标签写着“FeSO₄·7H₂O，七水合硫酸亚铁”。英文资料叫它 iron(II) sulfate heptahydrate，老一些的书写作 ferrous sulfate，古人叫它“绿矾”。名字五花八门，指的却是同一种物质——而且除了“绿矾”这样的俗名，每个名字都是化学式的密码：会读的人能从名字写出化学式，也能从化学式读出名字。

这节课学这套密码。规则并不多：离子的电荷决定化学式，化学式决定名称。中文和英文说的是同一件事，只是顺序相反——“硫酸亚铁”先说阴离子，“iron(II) sulfate”先说阳离子。

主族元素的离子电荷可以直接从周期表读出：金属失去价电子、非金属得到电子，都变成稀有气体的电子排布。第 1 族是 +1（Na⁺、K⁺），第 2 族是 +2（Mg²⁺、Ca²⁺），铝是 +3；第 17 族是 −1（Cl⁻），第 16 族是 −2（O²⁻、S²⁻），氮是 −3（N³⁻）。较重的 p 区金属是例外：锡和铅可以失去全部 4 个价电子，也常常只失去 2 个 p 电子，所以有 +4 和 +2 两种价态（惰性电子对效应）。

过渡金属不一样：铁有 Fe²⁺ 和 Fe³⁺，铜有 Cu⁺ 和 Cu²⁺，汞的 +1 价甚至是两个原子连在一起的 $\ce{Hg2^2+}$。这正是它们的名称需要额外标出价态的原因。

还有一类离子是一组原子共同带电，叫多原子离子。它们在反应中常常整体进出，化学式里个数大于 1 时要加括号：$\ce{Ca(OH)2}$、$\ce{(NH4)2SO4}$。最常用的十来个值得记住。

中文名从化学式的右边读起，先说阴离子，再说阳离子：单原子阴离子说“某化”（氯化钠、氧化铝、硫化锌），含氧酸根说“某酸”（硫酸铜、硝酸银），氢氧根说“氢氧化”（氢氧化钙）。金属有两种常见价态时，较低的一种加“亚”：$\ce{FeSO4}$ 是硫酸亚铁，$\ce{Fe2(SO4)3}$ 是硫酸铁；$\ce{CuCl}$ 是氯化亚铜，$\ce{CuCl2}$ 是氯化铜；$\ce{Hg2Cl2}$ 是氯化亚汞。二元化合物也常直接说出原子数（三氯化铁、三氧化二铁），有的书则像英文一样写成“铁(III)”。酸式盐要写出“氢”：碳酸氢钠、磷酸二氢钾；阳离子不止一个而又可能混淆时，连它的个数也要写出：$\ce{Na2HPO4}$ 是磷酸氢二钠。

英文名先说阳离子，后说阴离子：单原子阴离子用词尾 -ide（sodium chloride），多原子离子用它自己的名字（sodium sulfate 中的 sulfate）。有不止一种常见电荷的金属，在名称后用括号里的罗马数字标出它的电荷：iron(II) sulfate、iron(III) sulfate（Stock 命名法）。只有一种常见电荷的金属不写数字——是 calcium chloride，不是 calcium(II) chloride。老书和商品标签上还会见到 -ous/-ic 的旧称：ferrous（铁(II)）、ferric（铁(III)）、cuprous、cupric，对应的正是中文的“亚”和“无亚”。

同一种中心原子可以带不同数目的氧：$\ce{ClO-}$、$\ce{ClO2-}$、$\ce{ClO3-}$、$\ce{ClO4-}$。它们的名称按氯的氧化态（+1、+3、+5、+7）排成一个阶梯：中文是 次氯酸根、亚氯酸根、氯酸根、高氯酸根，英文是 hypochlorite、chlorite、chlorate、perchlorate。硫和氮的阶梯短一些：亚硫酸根（+4）与硫酸根（+6），亚硝酸根（+3）与硝酸根（+5）。

酸的名称跟着酸根走：中文直接去掉“根”——硫酸根对应硫酸，亚硫酸根对应亚硫酸；英文 -ate 变 -ic acid（sulfate → sulfuric acid），-ite 变 -ous acid（sulfite → sulfurous acid）。不含氧的酸中文叫“氢某酸”（氢硫酸；盐酸是氢氯酸的俗名），英文叫 hydro-…-ic acid（hydrochloric acid）。纯净的 HCl 是气体，叫氯化氢，溶在水里才叫盐酸。

两种非金属结合时不形成离子，没有“电荷配平”可言：$\ce{NO}$、$\ce{NO2}$、$\ce{N2O4}$、$\ce{N2O5}$ 都是氮的氧化物。所以名称要直接说出原子个数，中文用数字：一氧化氮、二氧化氮、四氧化二氮、五氧化二氮；英文用前缀 mono-、di-、tri-、tetra-、penta-、hexa-……：nitrogen monoxide、nitrogen dioxide、dinitrogen tetraoxide、dinitrogen pentaoxide。第一种元素是 1 个时不写数字；第二种元素的“一”（mono-）只在同一对元素有几种化合物时才写，所以有一氧化碳，却只说氯化氢、氮化硼。IUPAC 保留前缀的元音（pentaoxide），许多教科书写作 pentoxide，两种拼法都会见到。水、氨、甲烷这些物质用习惯名。

结晶水合物在化学式里用“·”连上结晶水：$\ce{CuSO4.5H2O}$ 是五水合硫酸铜（也叫五水硫酸铜、胆矾），英文是 copper(II) sulfate pentahydrate。