Nomenklatur Chemie einfach erklärt – Erklärung, Bedeutung und Beispiele

Die chemische Nomenklatur nach IUPAC legt die Regeln für die Benennung von Molekülen fest. In der organischen Chemie liegen die Moleküle oftmals als Kohlenstoffketten vor. Grundlage für die Nomenklatur organischer Verbindungen sind verzweigte oder unverzweigte Kohlenstoffketten, die Alkane.

Die Alkane bilden eine sogenannte homologe Reihe, von der sich eine Vielzahl weiterer organischer Verbindungen ableiten lässt. In der folgenden Tabelle ist die homologe Reihe der Alkane in der Summenformel dargestellt. In dieser Liste sind die ersten zehn Alkane aufgeführt.

Liegen verzweigte Alkane vor, bei denen die Kohlenstoffkette noch mehrere Seitenarme besitzt, gelten für die Nomenklatur folgende Regeln:

1. Der Stammname richtet sich nach der längsten Kohlenstoffkette.
2. Die Kohlenstoffatome werden durchnummeriert. Begonnen wird mit dem Kohlenstoffatom, das der Verzweigung am nächsten ist.
3. Die Seitenreste werden als Alkylreste benannt und mit der unter zwei ermittelten Verzweigungsnummer bezeichnet. Bei der Benennung von Alkylen wird dem Namen des Alkans die Endung -yl angehängt, z. B. aus Methan wird Methyl (-CH₃).
4. Die Seitenketten werden in alphabetischer Reihenfolge sortiert. Liegen mehrere gleiche Seitenketten vor, wird die Anzahl durch die Vorsilben di-, tri-, tetra- usw. benannt.

Entsprechend geht man in der Chemie auch bei der Benennung weiterer Substituenten vor, z. B. bei der Nomenklatur von Halogenalkanen.

Die Benennung der Verbindungen auf Grundlage der Strukturformel wird in folgender Abbildung verdeutlicht:

Alkene sind Kohlenwasserstoffe, die mindestens eine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen besitzen. Die Namen der Alkene leiten sich von den Alkanen ab. Alle Alkene haben als letzte Silbe die Endung -en. Bei der Benennung der Alkene geht man in folgenden Schritten vor:

• An die erste Silbe der Alkane wird die Endung -en angehängt. Aus Ethan wird Ethen, aus Propan wird Propen usw.
• Die Position der Doppelbindung wird zwischen der ersten und der zweiten Silbe eingefügt: Die Nummerierung der Kohlenstoffatome erfolgt beginnend mit dem Kohlenstoffatom, das der Doppelbindung am nächsten ist. Es macht also einen Unterschied, ob beispielsweise But-1-en (H₂C=CH-CH₂-CH₃ )oder But-2-en (H₃C-CH=CH-CH₃) vorliegt.
• Eventuell vorhandene Seitenketten und Alkylreste werden dem Namen angefügt.

Alkine sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die mindestens eine Dreifachbindung zwischen den Kohlenstoffatomen besitzen. Die Namen der Alkine leiten sich von den Alkanen ab. Alle Alkine haben als letzte Silbe die Endung -in. Bei der Benennung der Alkine geht man in folgenden Schritten vor:

• An die erste Silbe der Alkane wird die Endung -in angehängt. Aus Ethan wird Ethin, aus Propan wird Propin usw.
• Die Position der Dreifachbindung wird zwischen der ersten und der zweiten Silbe eingefügt: Die Nummerierung der Kohlenstoffatome erfolgt beginnend mit dem Kohlenstoffatom, das der Dreifachbindung am nächsten ist. Es macht also einen Unterschied, ob beispielsweise But-1-in (HC≡CH-CH₂-CH₃) oder But-2-in (H₃C-C≡C-CH₃) vorliegt.
• Eventuell vorhandene Seitenketten und Alkylreste werden dem Namen angefügt.

Aldehyde sind organische Verbindungen, die eine oder mehrere Aldehydgruppen R-CHO als funktionelle Gruppe tragen. Benannt werden die Aldehyde, indem der Bezeichnung des Alkans die Endung -al angefügt wird. Das einfachste Aldehyd leitet sich also vom Methan ab und trägt die Bezeichnung Methanal (Formaldehyd). Weiter geht es mit Ethanal (Acetaldehyd) usw. Die Nummerierung der Kohlenstoffatome beginnt immer mit dem Kohlenstoff, das die Aldehydgruppe bildet. Sind in dem Molekül weitere Gruppen gebunden, wird die Nummer des Kohlenstoffatoms, das diese Gruppe trägt, in der Benennung angegeben. Zum Beispiel wird in der Verbindung 3-Methylbutanal am dritten C-Atom ein H-Atom durch eine Methylgruppe ersetzt.

Ketone bilden eine Stoffgruppe in der organischen Chemie, die eine Ketogruppe (-C-C=(O)-C-) als funktionelle Gruppe tragen. Benannt werden die Ketone, indem der Bezeichnung des Alkans die Endung -on angefügt wird. Vorangestellt wird dieser Endung eine Zahl, die für das Kohlenstoffatom steht, das die Ketogruppe trägt.

Ether bilden eine Stoffgruppe in der organischen Chemie, die die Ethergruppe (R-C-(O)-C-R) als funktionelle Gruppe tragen. Die Benennung der Ether richtet sich nach den Alkylresten, die an das Sauerstoffatom gebunden sind, z. B. Dimethylether (CH₃-O-CH₃).

Ester entstehen, indem ein Alkohol mit einer organischen oder anorganischen Säure reagiert. Die funktionelle Gruppe der Ester besteht aus einem Carbonylkohlenstoffatom, das mit zwei Sauerstoffatomen verbunden ist, einmal über eine Doppelbindung und im anderen Fall über eine Einfachbindung. Das Kohlenstoffatom und das Sauerstoffatom tragen jeweils einen Alkylrest:
R₁-(C=O)-O-R₂
Der Name der Ester setzt sich aus der Bezeichnung der an der Bildung beteiligten Reaktionspartner zusammen. Angehängt wird die Endung -ester, z. B. Ethansäureethylester (CH₃-(C=O)-O-CH₂-CH₃).

Als Carbonsäuren wird eine Gruppe organischer Verbindungen bezeichnet, die durch eine oder mehrere Carboxylgruppen (-COOH) als funktionelle Gruppe gekennzeichnet sind. Bei der Benennung der Carbonsäuren wird dem entsprechenden Alkanstamm die Endung -säure angefügt, z. B. Methansäure (H-COOH).

Alkohole tragen die Hydroxylgruppe (-OH) als funktionelle Gruppe. Der Name eines Alkohols leitet sich von dem entsprechenden Alkan ab, dem die Endung -ol angehängt wird, z. B. Methanol (CH₃OH).