Danh pháp IUPAC các chất vô cơ, chất hữu cơ đầy đủ

Trong hóa học, việc đặt tên chính xác cho các hợp chất là vô cùng quan trọng để đảm bảo sự hiểu biết và giao tiếp chính xác giữa các nhà khoa học. Để chuẩn hóa quá trình này, Liên minh Quốc tế về Hóa học cơ bản và Hóa học ứng dụng (IUPAC) đã thiết lập một hệ thống quy tắc đặt tên thống nhất cho các hợp chất hóa học. Bài viết này sẽ giới thiệu tổng quan về hệ thống đặt tên IUPAC, giải thích các nguyên tắc cơ bản và cung cấp ví dụ minh họa để bạn đọc dễ dàng áp dụng vào thực tế.

IUPAC (viết tắt của tên riêng tiếng Anh: International Union of Pure and Applied Chemistry, tạm dịch: Liên minh Quốc tế về Hóa học cơ bản và Hóa học ứng dụng) là tổ chức phi chính phủ được thành lập vào năm 1919 bởi các nhà hóa học trên thế giới nhằm mục đích thúc đẩy sự phát triển của khoa học hóa học.

Thành viên IUPAC có thể là các hội hóa học, các viện hàn lâm khoa học của các nước hoặc các tổ chức đại diện cho giới hóa học gia. Danh pháp IUPAC được toàn thế giới công nhận làm cơ sở để đặt danh pháp cho các nguyên tố và hợp chất hóa học.

Trụ sở IUPAC đóng tại Zürich, Thụy Sĩ. Văn phòng điều hành (Ban thư ký IUPAC) đóng tại Research Triangle Park, Bắc Carolina, Hoa Kỳ; văn phòng này do giám đốc điều hành của IUPAC đứng đầu.

Chủ tịch IUPAC hiện nay là Giáo sư Javier García-Martínez và giám đốc điều hành là Tiến sĩ Lynn M. Soby

A. PHẦN 1: DANH PHÁP IUPAC CÁC CHẤT VÔ CƠ

1. HỆ THỐNG TÊN NGUYÊN TỐ, ĐƠN CHẤT

Với hệ thống tiếng Anh, cả nguyên tố và đơn chất đều được biểu diễn bằng thuật ngữ “element”. Tên gọi của nguyên tố và đơn chất theo đó giống nhau.

VD:

Hydrogen            Nguyên tố H hoặc đơn chất H₂

Oxygen                Nguyên tố O hoặc đơn chất O₂

Nitrogen              Nguyên tố N hoặc đơn chất N₂

Fluorine               Nguyên tố F hoặc đơn chất F₂

Chlorine              Nguyên tố Cl hoặc đơn chất Cl₂

Bromine              Nguyên tố Br hoặc đơn chất Br₂

Iodine                  Nguyên tố I hoặc đơn chất I₂

Sulfur                  Nguyên tố S hoặc đơn chất S₈ (thường viết gọn thành S)

Phosphorous        Nguyên tố P hoặc đơn chất P₄ (thường viết gọn thành P)

Bảng 1: Kí hiệu hóa học và tên gọi các nguyên tố.

2. PHÂN LOẠI VÀ CÁCH GỌI TÊN MỘT SỐ PHÂN LOẠI HỢP CHẤT VÔ CƠ

2.2. OXIDE

- “oxide” - /ˈɒksaɪd/ hay /ˈɑːksaɪd/

- Đối với oxide của kim loại (hướng đến basic oxide):

TÊN KIM LOẠI + (HÓA TRỊ) + OXIDE

VD: Na₂O: sodium oxide - /ˈsəʊdiəm ˈɒksaɪd/.

MgO: magnesium oxide - /mæɡˈniːziəm ˈɒksaɪd/.

Lưu ý: Hóa trị sẽ được phát âm bằng tiếng Anh, ví dụ (II) sẽ là two, (III) sẽ là three. Đối với kim loại đa hóa trị thì bên cạnh cách gọi tên kèm hóa trị thì có thể dung một số thuật ngữ tên thường để ám chỉ cả hóa trị mà kim loại đang mang. Trong đó, đuôi -ic hướng đến hợp chất mà kim loại thể hiện mức hóa trị cao, còn đuôi -ous hướng đến hợp chất mà kim loại thể hiện mức hóa trị thấp.

Bảng 2: Tên gọi các oxide.

- Đối với oxide của phi kim (hoặc acidic oxide – oxit axit của kim loại):

CÁCH 1:

TÊN PHI KIM + (HÓA TRỊ) + OXIDE

CÁCH 2:

SỐ LƯỢNG NGUYÊN TỬ + TÊN NGUYÊN TỐ + SỐ LƯỢNG OXYGEN + OXIDE

Lưu ý: 

+Số lượng nguyên tử/nhóm nguyên tử được quy ước là mono, di, tri, tetra, penta,…

+ Theo quy tắc giản lược nguyên âm: mono+oxide = monoxide, penta+ oxide = pentoxide.

Bảng 3: Số lượng và phiên âm

VD:

SO₂: sulfur (IV) oxidehay sulfur dioxide

CO: carbon (II) oxidehay carbon monoxide

P₂O₅: phosphorus (V) oxide hay diphosphorus pentoxide

CrO₃: chromium (VI) oxide hay chromium trioxide

2.3. BASE

- “base” - /beɪs/

- “hydroxide” - /haɪˈdrɒksaɪd/ hay /haɪˈdrɑːksaɪd/

- Cách gọi tên:

TÊN KIM LOẠI + (HÓA TRỊ) + HYDROXIDE

VD:

Ba(OH)₂: barium hydroxide

Fe(OH)₃: iron (III) hydroxide hay ferric hydroxide

Fe(OH)₂: iron (II) hydroxide hay ferrous hydroxide

2.4. ACID

- “Acid” - /ˈæsɪd/

- Một số acid vô cơ:

Bảng 4: Một số acid và tên gọi.

2.5. MUỐI VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT CỘNG HÓA TRỊ KHÁC

Bảng 5: Một số gốc và hóa trị

Lưu ý: Phát âm đuôi đúng /t/ và /d/ để phân biệt rõ các chất sodium chloride (NaCl) và sodium chlorite (NaClO₂) tránh tạo ra sự hiểu lầm.

B. DANH PHÁP HỢP CHẤT HỮU CƠ

1. DANH PHÁP CHUNG

1.1. Số lượng và tên mạch carbon chính

Bảng 6: Số lượng và tên mạch carbon chính từ 1 đến 10

Cách nhớ: Mẹ Em Phải Bón Phân Hóa Học Ở Ngoài Đồng

Bảng 7: Số lượng từ 1 đến 100

1.2. Tên một số gốc (nhóm) thường gặp

1.2.1. Gốc (nhóm) no alkyl

- Từ alkane bớt đi 1 H được nhóm alkyl

• CH3-: methyl
• CH3-CH2-: ethyl
• CH3-CH2-CH2-: propyl
• CH3-CH(CH3)-: isopropyl
• CH3CH2CH2CH2-: butyl
• CH3-CH(CH3)-CH2-: isobutyl
• CH3-CH2-CH(CH3)-: sec-butyl
• (CH3)3C-: tert-butyl
• CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-: amyl
• CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-: isoamyl
• CH3-CH2-C(CH3)2-: tert-pentyl
• (CH3)3C-CH2-: neopentyl

1.2.2. Gốc (nhóm) không no

CH₂=CH-: vinyl                             

CH₂=CH-CH₂-: allyl

1.2.3. Gốc (nhóm) thơm

C₆H₅-: phenyl                                             

C₆H₅-CH₂-: benzyl

1.3. Nhóm đặc trưng ở dạng tiền tố (Prefix)

1.4. Nhóm đặc trưng ở dạng tiền tố (Prefix) và hậu tố (Suffix)

(C) nghĩa là nguyên tử carbon này được tính trong mạch carbon chính

1.5. Tên thông thường

- Thường đặt theo nguồn gốc tìm ra chúng đôi khi có phần đuôi để chỉ rõ hợp chất loại nào.

1.6. Tên hệ thống theo danh pháp IUPAC

1.6.1. Tên gốc – chức 

Tên phần gốc     Tên phần định chức

VD: 

C₂H₅Cl                Ethyl chloride

C₂H₅OCH₃           Ethyl methyl ether

Lưu ý: Các gốc có vần iso và neo viết liền, sec- và tert- có dấu gạch nối “-”

1.6.2. Tên thay thế

- Tên thay thế được viết liền, không viết cách như tên gốc chức, chia thành ba phần: 

Tên phần thế (có thể không có) + Tên mạch carbon chính + Tên phần định chức

VD: 

CH₃-CH₃                                ethane

C₂H₅-Cl                                  chloroethane

CH₃-CH=CH-CH₃                  but-2-ene

CH₃-CH(OH)-CH=CH₂         but-3-en-2-ol

- Thứ tự ưu tiên trong mạch:

-COOH > -CHO > -OH > -NH₂> -C=C > -C≡CH > nhóm thế

VD: 

OHC-CHO                                                              ethanedial

HC≡C-CH₂-CH₂-C(CH=CH₂)=CH-CHO               3-vinylhept-2-en-6-ynal

OHC-C≡C-CH₂-CH₂-C(CH=CH₂)=CH-CHO        3-vinyloct-2-en-6-ynedial

2. DANH PHÁP CÁC LOẠI HỢP CHẤT HỮU CƠ

2.1. ALKANE

- Alkane (hay paraffin) là những hydrocarbon no không có mạch vòng.

Ví dụ:

2.2. ALKENE

- Alkene là hydrocarbon mạch hở trong phân tử có một liên kết đôi C=C.

- Công thức phân tử chung: C_nH_2n  (n≥2)

- Tên thường của alkene đơn giản lấy từ tên của alkane tương ứng nhưng đổi đuôi ane thành đuôi ylene.

VD:       

CH₂=CH₂                 ethylene

CH₂=CH-CH₃               propylene

CH₂=CH-CH₂-CH₃       α-butylene

CH₃-CH=CH-CH₃        β-butylene

2.2.2. Tên thay thế

- Cách gọi tên:

+ Chọn mạch chính: mạch carbon dài nhất có chứa liên kết đôi và có nhiều nhánh nhất.

+ Đánh số mạch chính: từ phía gần liên kết đôi hơn. 

+ Gọi tên:

- Lưu ý: 

+ Gọi tên mạch nhánh (tên nhóm alkyl) theo thứ tự vần chữ cái. Số chỉ vị trí nhánh nào đặt ngay trước gạch nối với tên nhánh đó.

+ Khi mạch chính chỉ có 2 hoặc 3 nguyên tử C thì không cần ghi vị trí liên kết đôi.

VD:

CH₂=CHCH₂CH₂CH₃            pent-1-ene

CH₃CH=CHCH₂CH₃             pent-2-ene

CH₂=C(CH₃)-CH₂CH₃           2-methylbut-1-ene

CH₃C(CH₃)=CHCH₃              2-methylbut-2-ene

CH₂=C(CH₃)-CH₃                   isobutylene

- Đồng phân hình học của alkene: để có đồng phân hình học thì R¹ ≠ R² và R³ ≠ R⁴.

+ Mạch chính ở cùng một phía của liên kết đôi: đồng phân cis
+ Mạch chính ở về hai phía của liên kết đôi: đồng phân trans
(Cis – Cùng; Trans – Trái)
VD: But-2-ene
 

2.3.2. Tên thay thế
- Cách gọi tên:

+ Chọn mạch chính: mạch carbon dài nhất có chứa hai liên kết đôi và có nhiều nhánh nhất.
+ Đánh số mạch chính: từ phía gần liên kết đôi hơn. 
+ Gọi tên:
 

- Lưu ý: 

+ Gọi tên mạch nhánh (tên nhóm alkyl) theo thứ tự vần chữ cái. Số chỉ vị trí nhánh nào đặt ngay trước gạch nối với tên nhánh đó.

+ Khi mạch chính chỉ có 3 nguyên tử C thì không cần ghi vị trí các liên kết đôi.

VD: 

CH₂=C=CH₂                          propadiene

CH₂=CH-CH=CH₂                 buta-1,3-diene

CH₂-C(CH₃)=CH=CH₂          2-methylbuta-1,3-diene

CH₂=CH-CH₂-CH=CH₂        penta-1,4-diene

2.4. ALKYNE

- Alkyne là hydrocarbon mạch hở trong phân tử có một liên kết ba C≡C.

- Công thức phân tử chung: C_nH_2n-2 (n≥2)

2.4.1. Tên thông thường

R-C≡C-R’

Tên R, R’ + acetylene (viết liền)

VD: 

CH≡CH                         acetylene

CH₃-C≡C-C₂H₅             ethylmethylacetylene

CH≡C-CH=CH₂           vinylacetylene

2.4.2. Tên thay thế

- Quy tắc gọi tên alkyne tương tự như gọi tên alkene, nhưng dùng đuôi yne để chỉ liên kết ba.

- Cách gọi tên:

+ Chọn mạch chính: mạch carbon dài nhất có chứa liên kết ba và có nhiều nhánh nhất.

+ Đánh số mạch chính: từ phía gần liên kết ba hơn. 

+ Gọi tên:

- Lưu ý: 

+ Gọi tên mạch nhánh (tên nhóm alkyl) theo thứ tự vần chữ cái. Số chỉ vị trí nhánh nào đặt ngay trước gạch nối với tên nhánh đó.

+ Khi mạch chính chỉ có 2 hoặc 3 nguyên tử C thì không cần ghi vị trí liên kết ba.

VD: 

- Trong một chất vừa có liên kết đôi và liên kết ba, vần -ene được gọi trước -yne, nhưng lược bỏ 'e'.

2.5. HYDROCARBON THƠM

- Hydrocarbon thơm (Aromatic hydrocarbon) là những hydrocarbon trong phân tử có chứa một hay nhiều vòng benzene. 

2.5.1. Tên thông thường

- Những hợp chất thơm, một số lớn không có tên hệ thống mà thường dùng tên thông thường.

2.5.2. Tên thay thế

- Cách gọi tên:

Tên nhóm alkyl + benzene

- Nếu vòng benzene liên kết với nhiều nhóm alkyl thì trong tên gọi cần chỉ rõ vị trí các nhóm alkyl bằng các chữ số hoặc các chữ cái o (ortho), m (meta), p (para).

- Đánh số các nguyên tử C trong vòng sao cho tổng chỉ số trong tên gọi là nhỏ nhất.

- Các nhóm thế được gọi theo thứ tự chữ cái đầu tên gốc alkyl.

- Đánh số các nguyên tử C trong vòng sao cho tổng chỉ số trong tên gọi là nhỏ nhất.

- Các nhóm thế được gọi theo thứ tự chữ cái đầu tên gốc alkyl.

2.6. DẪN XUẤT HALOGEN CỦA HYDROCARBON

- Khi thay thế nguyên tử hydrogen của hydrocarbon với các nguyên tử halogen thu được dẫn xuất halogen của hydrocarbon (Halogen derivatives of hydrocarbons)

2.6.1. Tên thông thường

VD: 

CHCl₃                  chloroform

CHBr₃                  bromoform

CHI₃                    iodoform

2.6.2. Tên gốc chức

Tên gốc hydrocarbon    halogen + ide

VD:

2.6.3. Tên thay thế

- Xem các nguyên tử halogen là những nhóm thế đính vào mạch chính.

Vị trí nhóm thế - tên nhóm thế + Tên hydrocarbon

VD:

2.7. ALCOHOL

- Alcohol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hydroxyl -OH liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon no.

- Công thức phân tử chung alcohol no, đơn chức, mạch hở C_nH_2n+2O hay C_nH_2n+1OH (n ≥ 1)

2.7.1. Tên thông thường

Tên gốc hydrocarbon tương ứng    alcohol

2.7.2. Tên thay thế

- Mạch chính: mạch carbon dài nhất có chứa nhóm –OH.

- Đánh số mạch chính: từ phía gần nhóm –OH hơn.

- Gọi tên:

2.8. ETHER

2.8.1. Tên thay thế

2.9. PHENOL

- Phenol là loại hợp chất mà phân tử có chứa nhóm hydroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với vòng benzene.

2.9.1. Tên thông thường

2.9.2. Tên thay thế

- Đánh số các vị trí trên vòng, ưu tiên đánh số từ C liên kết với -OH sao cho tổng số vị trí các nhóm liên kết với vòng là nhỏ nhất.
VD:

2.10. ALDEHYDE

- Aldehyde là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm -CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon hoặc nguyên tử hydrogen.

- Công thức phân tử chung aldehyde no, đơn chức, mạch hở C_nH_2nO (n ≥ 1) hay C_mH_2m+1CHO (m ≥ 0)

2.10.1. Tên thông thường

- Một số aldehyde đơn giản hay được gọi theo tên thông thường (xuất phát từ tên thông thường của acid), có liên quan đến nguồn gốc tìm ra chúng.

Cách 1: Tên acid tương ứng (bỏ acid)    aldehyde (viết cách)

Cách 2: Tên acid tương ứng (bỏ acid, bỏ đuôi “ic” hoặc “oic”) + aldehyde(viết liền)

2.10.2. Tên thay thế

- Cách gọi tên:

+ Chọn mạch chính: mạch carbon dài nhất có chứa nhóm –CH=O (nhóm cacbaldehyde) và có nhiều nhánh nhất.

+ Đánh số mạch chính: từ nhóm –CH=O. 

+ Gọi tên:

Tên của hydrocarbon tương ứng + al

Lưu ý: khi kết thúc tên hydrocarbon là nguyên âm (ane, ene, yne,…) thì chuyển thành (an, en, yn,…) sau đó thêm al

2.11. KETONE

- Ketone là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm > C = O liên kết trực tiếp với hai nguyên tử carbon.

2.11.1. Tên thông thường

VD:        CH₃-CO-CH₃        acetone

2.11.2. Tên gốc chức

Tên gốc R, R’ đính với nhóm >C=O     ketone (viết cách)

2.11.3. Tên thay thế

- Cách gọi tên:

+ Chọn mạch chính: mạch dài nhất chứa nhóm -CO- (nhóm carbonyl).

+ Đánh số mạch chính từ phía gần nhóm -CO-.

Tên hydrocarbon tương ứng (tính cả C của -CO-) - vị trí nhóm >C=O - one

VD:

2.12. CARBOXYLIC ACID

- Carboxylic acid là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm carboxyl (-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon hoặc nguyên tử hydrogen.

- Công thức phân tử chung acid no, đơn chức, mạch hở C_nH_2nO₂ (n ≥ 1) hay C_mH_2m+1COOH (m ≥ 0)

2.12.1. Tên thông thường

- Có liên quan đến nguồn gốc tìm ra chúng.

VD:

HCOOH                      Formic acid                Acid có trong nọc độc của ong và vòi đốt của kiến

CH₃COOH                  Acetic acid                 Acid có trong giấm

2.12.2. Tên thay thế

Tên của hydrocarbon tương ứng + oic     acid (viết cách)

* Tên một số acid no và không no

* Tên thông thường một số acid chứa vòng benzene

* Tên thông thường một số acid đa chức

* Tên thông thường một số acid béo

2.13. ESTER

VD:   

HCOO-C₂H₅                      ethyl formate      

CH₃COO-CH=CH₂                vinyl acetate

C₆H₅COO-CH₃                       methyl benzoate             

CH₃COO-CH₂-C₆H₅              benzyl acetate

HCOOCH₂CH₂CH₂CH₃         butyl formate      

HCOOCH₂CH(CH₃)₂             isobutyl formate

HCOOCH(CH₃)CH₂CH₃       sec-butyl formate           

HCOOC(CH₃)₃                       tert-butyl formate

CH₃COOCH₂CH₂CH₃            propyl acetate    

CH₃COOCH(CH₃)₂                isopropyl acetate

CH₃CH₂COOC₂H₅                 ethyl propionate 

CH₃CH₂CH₂COOCH₃            methyl butyrate

(CH₃)₂CHCOOCH₃                methyl isobutyrate

- Chất béo là triester của glycerol với acid béo (acid béo là acid đơn chức có mạch carbon dài, không phân nhánh), gọi chung là triglyceride hay triacylglycerol.

2.14. CARBOHYDRATE

2.15. AMINE

- Khi thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử NH₃ bằng gốc hydrocarbon thu được amine.

2.15.1. Tên thông thường

VD:

C₆H₅NH₂             Aniline

2.15.2. Tên gốc chức

Tên gốc hydrocarbon + amine (viết liền)

2.15.3. Tên thay thế

Tên của hydrocarbon tương ứng + vị trí nhóm chức + amine (viết liền)

2.16. AMINO ACID

- Amino acid là loại hợp chất hữu cơ tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino (-NH₂) và nhóm carboxyl (-COOH).

Một số α-amino acid khác:

(CH₃)₂CHCH₂CH(NH₂)COOH            α-aminoisocaproic acid (Leucine, kí hiệu Leu-L)

CH₃CH₂CH(CH₃)CH(NH₂)COOH       α-amino-β-methylvaleric acid (Isoleucine, kí hiệu Ile-I)

HOCH₂CH(NH₂)COOH                       α-amino-β-hydroxypropionic acid (Serine, kí hiệu Ser-S)

CH₃CH(OH)CH(NH₂)COOH               α-amino-β-hydroxybutyric acid (Threonine, kí hiệu Thr-T)

HS-CH₂CH(NH₂)COOH                      α-amino-β-mercaptopropionic acid (Cysteine, kí hiệu Cys-C)

CH₃-S-[CH₂]₂CH(NH₂)COOH             α-amino-γ-methylthiobutyric acid (Methionine, kí hiệu Met-M)

HOOC-CH₂CH(NH₂)COOH                α-aminosuccinic acid (Aspartic acid, kí hiệu Asp-D)

C₆H₅CH₂CH(NH₂)COOH                    Phenylalanine kí hiệu Phe-F

2.17. PEPTIDE

- Peptide là loại hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α-amino acid liên kết với nhau bởi các liên kết peptide.

- Tên của peptide được gọi bằng cách ghép tên các gốc axyl bắt đầu từ amino acid đầu còn tên amino acid đuôi được giữ nguyên vẹn

VD: H₂N-CH(CH₃)-CO-HN-CH₂-CO-NH-CH(CH₃)-COOH   tripeptide alanylglycylalanine

2.18. POLYMER

- Polymer là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị cơ sở (gọi là mắc xích) liên kết với nhau tạo nên.
- Ghép từ poly trước tên monomer.