Какие-то мои ролики уже есть на Пикабу. Но вот подгружаю те, которых тут еще не было. Посадка и расположение рук в начальном кадре - небольшая отсылка. Кто поймёт, тот поймёт.

А вообще, хотелось выразить благодарность сообществу Пикабушников за то, что откликнулись на просьбу о помощи (прошлая публикация).

Большое спасибо и хорошего вам дня!

Для любителей текстовых вариантов — текстовый формат.

Итак. Названия химических соединений — это в любом случае слова и правила русского языка для них не чужды. А значит любое название имеет корень и может иметь приставки и суффиксы. Начнём с корней.

Здесь представлены некоторые корни, которые будет давать "названиеобразующий" элемент:

Помимо корней необходимо знать также приставки и суффиксы:

Теперь о принципах наименования соединений. Если соединение бинарно (т.е. состоит из двух элементов), то название будет давать атом, имеющий отрицательную степень окисления. Так как их степень окисления отрицательна, то и суффикс будет соответствующий — "-ид".

Если же соединение содержит более двух атомов, а в состав входит ещё и кислород, то название будет давать элемент, атом которого находится перед кислородом. И в зависимости от его степени окисления суффикс будет либо "-ит" либо "-ат". Или на примерах:

Обратите внимание, что в соединении K2SO3 стоит суффикс "-ит", а в соединении K2CO3 — суффикс "-ат". Это связано с тем, что сера находится в 6 группе, а значит её максимальная степень окисления +6, из чего следует, что +4 для серы — низкая степень окисления. Углерод же находится в 4 группе и степень окисления +4 для него максимально высокая степень окисления.

В случае же, когда атом одного элемента имеет более трёх устойчивых степеней окисления, для соединений, в котором элемент, дающий название, имеет положительную степень окисления, в ход идут приставки. Суффиксы "-ит" и "-ат" применяются для промежуточных степеней окисления, а для самой высокой и самой низкой положительной степеней окисления применяют приставки так, чтобы по смыслу получалось "ниже, чем низкая" и "выше, чем высокая". Примеры приведены ниже:

Возможно, некоторые из читателей заметили, что углерод и кремний имеют два корня. Это связано с особенностями русского языка. Так, в соединениях, где углерод проявляет степень окисления -4 применяется корень "карб-", однако, в соединениях, где углерод проявляет степень окисления +4 применяется корень "карбон-". Аналогичная ситуация с кремнием. Кремний -4 даёт корень "силиц-", тогда как кремний +4 даёт корень "силик-".

Также стоит сказать пару слов об особенности употребления приставки "пер-". Эта приставка употребляется, как правило, в двух случаях. Первый — это для обозначения элемента в степени окисления +7, а второй — когда нужно указать, что атом имеет не минимально возможную, отрицательную степень окисления. Так, например, кислород, который имеет минимальную степень окисления -2, может образовывать соединения, в которых его степень окисления будет равна -1. Так как -1 — это выше, чем -2, то мы вправе использовать приставку "пер-" и в таком случае у нас будет получаться пероксид.

Теперь поговорим о названиях кислот. С ними немного интереснее. Для бескислородных кислот используется русский корень элемента и через соединительное "о" присоединяется "-водородная кислота". Для кислородной кислоты с атомами элемента в низких степенях окисления также используется русский корень и суффиксы "-ист-" или "-нист-", в высоких степенях окисления — суффикс "-н-"

Исторически сложилось, что водородное соединение азота называют аммиак (равно как фосфорное — фосфин, кремниевое — силан, углеродное — метан и т.д. Это характерная особенность для элементов IV и V групп). В связи с этим название азотоводородная кислота (по другим источникам азотистоводородная кислота) применяется к соединению HN3, также именуемое азидоводородом.

Для соединений, где образующие название атомы имеют более двух положительных степеней окисления, используются следующие суффиксы:

Также стоит знать названия части сложных катионов и анионов, которые невозможно назвать по приведённым выше правилам:

А так же названия числовых приставок:

При помощи числовых приставок, в частности, обозначают, какое количество атомов элемента, образующего название, приходится на одну структурную единицу вещества:

Отдельно стоит остановиться на названиях кислых и основных солей. Водород в солях обозначают приставкой "гидро-", гидроксильную группу обозначают приставкой "гидроксо-", не забывая про приставку "ди-", если таких групп две:

Зачастую катионы в соединении могут иметь разные степени окисления, поэтому, если для катиона такое возможно, в названии этого соединения после названия катиона в скобочках указывается его степень окисления римскими цифрами:

С другой стороны, может применяться номенклатура, по которой числовыми приставками указывается количество катиона и количество аниона (если приставки нет, значит такая структурная единица одна):

В двойных или смешаных солях названия катионов или анионов перечисляются через дефис:

Если соединение является кристаллогидратом (то есть в своей кристаллической решётке помимо самого вещества содержится ещё и вода), то названия для таких веществ формируется следующим образом:

Следует помнить, что эти названия будут применяться только для твёрдых кристаллических веществ. У вас не может быть раствора пентагидрата сульфата меди (II) (или другими словами раствора медного купороса), а может быть только раствор сульфата меди (II), так как при растворении вода из кристалла смешается с водой, в которой мы растворяем вещество и, по сути, не будет разницы между растворённым кристаллогидратом и безводной солью.

Названия комплексных соединений у многих вызывает дикий ужас, хотя правила номенклатуры для них достаточно простые:

Здесь также необходимо запомнить как обозначаются в комплексных соединениях некоторые молекулярные лиганды (их на самом деле больше, но мы не будем вдаваться в экзотику):

И применяя правила можно легко назвать нейтральные, катионные:

И анионные комплексы:

В названиях комплексных кислот, как и в названиях обычных, необходимо применять русские корни:

Обладая этими знаниями и умея их применять, можно с лёгкостью давать названия (или по названию определять формулу) для большинства неорганических соединений.

Разумеется, для использования приведённой мной методики нужно выучить некоторое количество слов, однако, в отличие от повсеместно предлагаемого тупого заучивания названий анионов и кислот, этот метод позволяет не только существенно уменьшить количество заучиваемого материала, но и даёт возможность понимать о чём идёт речь впервые услышав название какого-то соединения.

Итак, что же такое гетерополисоединения? В химии существует такой тип веществ, под названием полиоксометаллаты. Известным еще со школы веществом данного типа является дихромат, который получают подкислением хроматов:

(Или получение конкретно дихромата калия из хромата калия)

Это хорошорастворимые соли хромовой и дихромовой кислоты соответственно, и имеют следующий внешний вид:

Но больше интересна их структура. Хромат-анион представляет из себя своего рода тетраэдр, с хромом в центре и кислородами на вершинах. Структура дихромат-аниона отличается тем, что представляет из себя два тетраэдра, при том что один из кислородов является общей вершиной для двух тетраэдров, иначе говоря образуется "мостиковая связь" металл-кислород-металл. Это вещество можно отнести к самому простому примеру полиоксометаллата.

Однако анионы кислот других переходных металлов образуют более сложные по структуре полиоксометаллаты (например при подкислении молибдата получается структура, состоящая из семи октаэдров, содержащих в центре молибден и кислород на вершинах)

Вышеописанные разновидности полиоксометаллатов называются изополиоксометаллаты.

Но существует еще второй вид, с более сложной структурой и называется он гетерополиоксометаллаты или гетерополисоединения (ГПС).

Гетерополисоединения образуются, когда процесс подкисления происходит в присутствии постороннего кислородосодержащего аниона, от которого в последствии отщепляется и попадает в структуру гетероатом (например фосфор, при подкислении вольфрамата в присутствии фосфата)

Структура ГПС, изображенного в примере выглядит следующим образом: Фиолетовый шарик в центре - это фосфор (гетероатом). В центре каждого из 12 синих октаэдров находится вольфрам (полиатом) , а на вершинах - кислород, который может являться одновременно вершиной двух октаэдров. Такая структура носит название Структура Кеггина

Всего есть 6 основных структур (не считая множество их изомеров), которые синтезируются исходя из начальных пропорций веществ, содержащих гетероатом и полиатом.

Все это говорит о том, что существует огромное количество различных ГПС с различными свойствами и областями применения, так например кремниево-ванадиевые соединения используются при получении антибиотиков, а фосфорно-молибденовые, как оранжевый пигмент.

Однако моя работа посвящена конкретному фосфорно-молибдо/вольфрамовуму гетерополисоединения со структурой Доусона (аналогично, предыдущей модели, два фосфора внутри структуры, в общей сложности 18 молибдена/вольфрама внутри каждого октаэдра и 62 кислорода на вершинах октаэдров)

Соединения структуры Доусона обладают очень большой растворимостью (ок 200г/л), что облегчает работу с ними. Получается такое ГПС подкислением солей вольфрамовой и молибденовой кислоты в присутствии фосфатов (но в других пропорциях, нежели для структуры Кеггина)

Одновременно вольфраматы и молибдаты берут не случайно; соли вольфрама устойчивы, но являются плохими окислителями, молибден же наоборот - соли не такие устойчивые, но зато обладают окислительными способностями. В связи с этим, целесообразно рассматривать два соединение с отношением  W:Mo=12:6 и W:Mo=6:12.

При выделении гетерополисоединений из раствора они образуют монокристаллы, к сожалению очень маленького размера, так что для их наблюдения используется оптический микроскоп. Так же следует заметить, что ГПС очень гигроскопичные вещества, даже в сухом виде на одну их молекулу приходится 11 молекул воды. Ниже приведены фотографии кристаллов ГПС с соотношением W:Mo=12:6 и 6:12 соответственно

(100 µm = 0,1 мм; примерно ширина человеческого волоса)

Как видно, образуются ромбоэдрические кристаллы. Наблюдать их можно только в маточном растворе, поскольку при полном осушении они срастаются и разделить их уже становится невозможно. Благодаря образованию монокристаллов возможно определить атомную структуру конкретного образца, проводя рентгеноструктурный анализ. Молекулярные массы вышеизображенных веществ чрезвычайно велики: 4144 г/моль для (NH4)6(P2W12Mo6O62)*11H2O и 3616 г/моль для (NH4)6(P2W6Mo12O62)*11H2O.

Интересная особенность ГПС, требующая и сейчас дополнительных исследований, это реакция р-ра с металлами. В результате последние могут вставать на место полиатома (замещать вольфрам/молибден) и образовывать насыщенные синие и зеленые р-ры. Ниже приведены сильноразведенные растворы продукта реакции ГПС с металлическим серебром и железом (конц. 0.05% по массе)

Эти вещества также могут образовывать монокристаллы, правда еще меньшего размера, вплоть до диаметра лейкоцитов. Ниже приведены кристаллы, образовавшиеся в ходе реакции ГПС с металлическим цинком, железом и никелем соответственно:

Но все же, поиск практического применения этой способности ГПС реагировать с металлами, является сейчас объектом исследований.

Гетерополисоединения обладают еще одной интересной особенностью, которую как раз я и описываю в своей дипломной работе и год назад получил патент: вещество может взаимодействовать с солями переходных элементов в низшей степени окисления (например сульфат кобальта (II) или хлорид марганца (II) ) и образовывать так называемые гетерополикомплексы, где ион переходного металла (катион) будет связан с гетерополианионом.

Интересная особенность в том, что этот комплекс очень "чувствителен" к аммиаку и органическим азотистым производным: ГП-анион понижает электродный потенциал катиона, иначе говоря позволяет катиону переходного металла образовывать комплекс с азотистым производным и легко переходить в окисленную форму (в Co(III) или Mn(III)), образуя комплекс насыщенного синего цвета, соответственно концентрации присутствующего азотистого соединения. А поскольку большинство органических соединений-примесей не поглощают синий цвет и оптически не мешают определению искомого вещества, то образование определенного синего оттенка легко улавливается спектрофотометром, показания которого и говорят о той или иной концентрации.

Проще говоря, это новый спектрофотометрический метод определения концентрации азотистых соединений в атмосфере (вплоть до 0,001%), имеющий ряд преимуществ перед существующими методами, в которых порой используется токсичные реактивы или сложное оборудование, которое требует определенной квалификации от рабочего.

На данный момент синтез гетерополикомплекса  находится еще в процессе и занимает 7-10 дней (проходит реакция между перетёртыми в ступке семиводным сульфатом кобальта(II) и ГПС с отношением W:Mo=12:6, 9:9 и 6:12, представленные соответственно на фото)

В дальнейшем, образцы  будут протестированы на этилендиаминтетрауксусной кислоте, проведен ряд анализов, в частности ИК-спектроскопия, которая даст точные данные о составе и строении вещества.

Тем не менее, всё, что здесь описано - лишь крупица в изучении ГПС. Вещества, образованные различными элементами, имеющие ту или иную структуру и её изомер, обладают различными свойствами и находят себе применение в качестве аналитических реагентов, в нефтяной и газовой промышленности, в медицине и технике, а также в других отраслях науки, развитие которых является основной задачей на данный момент.

P.S. если вы поняли всё, что здесь описано, то ваше понимание химии как минимум на уровне четвертого курса)