為什麼需要一個共用的名字
透過上一篇，你已經能把一個分子變成一張鍵線式，並把那串折線讀回去。一張圖畫在本子裡固然美妙，可你沒法把它念出來、沒法把它輸進資料庫，也沒法把它傳真給另一個國家的供應商。我們需要一個*名字*——一串文字和數字，讓一個化學家寫下來，另一個從沒見過那張圖的化學家也能據此重建出一模一樣的結構。這正是IUPAC 命名法：由國際純粹與應用化學聯合會發布的一套約定好的配方，把一個結構變成唯一一個系統名稱。
更深一層的意義在於，系統名稱是雙向的。許多日常名字——水、阿司匹林、葡萄糖——都是*俗名*：你只是死記硬背「這個詞對應那個結構」，詞本身什麼也沒告訴你。IUPAC 名稱恰恰相反。它是按規則搭起來的，所以也能用同一套規則*解碼*。把「2-甲基丁烷」交給一個人，哪怕他從沒見過這個化合物，也能毫不遲疑地把它畫出來。名字不是貼在分子上的一張標籤；它是一組被壓縮過的作圖指令。
詞根：數一條直鏈上的碳
每個烷烴名字都由兩塊拼成：一個說明主鏈有幾個碳的*詞根*，加上表示這是一個飽和烷烴——全是單鍵、沒有環——的詞尾*-ane（烷）*。前四個的詞根是要直接記下來的歷史遺留：meth-（甲，1）、eth-（乙，2）、prop-（丙，3）、but-（丁，4）；從五開始，就變成好記的希臘數字詞：pent-（戊，5）、hex-（己，6）、hept-（庚，7）、oct-（辛，8）、non-（壬，9）、dec-（癸，10）。於是一條五碳直鏈是*戊烷*，一條八碳直鏈是*辛烷*。這些名字沿著一架規則的梯子往上走，每一員與上一員只差一個 CH2——這正是基礎階段講過的同系列思想。
把前十個詞根背下來，是整套系統真正要求你做的唯一一件死記硬背的事，而它立刻就能回本，因為這些詞根到處都會再出現——在支鏈名裡、在環烷烴裡、在你以後要命名的醇和酸裡。要注意，同系列不只是命名上的方便：因為每一步都加上一個完全相同的 CH2 單元，沸點之類的物理性質會沿著這張表平穩地往上爬，於是名字悄悄地預言了行為。甲烷和乙烷是氣體，己烷是稀薄的液體，蠟燭裡那些長鏈則是軟軟的固體——都是同一個家族，只是更長。
支鏈：取代基和它們的烷基名
真實的分子很少是一條筆直的線；它們會長出側鏈。一條從主鏈上岔出去的側鏈就是一個取代基，而當這個取代基本身是一段碳鏈時，它就是一個烷基——一個失去了一個氫、好讓自己能掛到別處去的烷烴。給烷基命名的辦法，是把詞尾*-ane（烷）*換成*-yl（基）*：甲烷少一個 H 就成了一個甲基（CH3-），乙烷成了乙基（CH3CH2-），丙烷成了丙基。支鏈先作為一個單元命名，再作為前綴拴到母體名字的前頭。
三碳和四碳的支鏈可以由不同的碳來連接，因此它們另有幾個值得記住的常用名。一個丙基若由它的端碳相連，就是*正丙基（propyl）*；若由它的中間碳相連，就是*異丙基（isopropyl）*，也就是消毒酒精裡那個熟悉的帶支鏈基團。在四碳基團裡，*叔丁基（tert-butyl）*是最該認得的一個：一個中心碳連著三個甲基，並通過這個擁擠的中心碳相連，寫作 (CH3)3C-。其中的「tert（叔，tertiary）」標明那個相連的碳碰到了另外三個碳——正是你早先見過的伯/仲/叔碳分類，如今派上了真正的命名用場。
common alkyl groups (the - is the attachment point) methyl CH3- from methane ethyl CH3CH2- from ethane propyl CH3CH2CH2- attaches by an END carbon isopropyl (CH3)2CH- attaches by the MIDDLE carbon tert-butyl (CH3)3C- attaches by a carbon touching 3 carbons
命名演算法，一步一步來
現在把零件裝配起來。給一個帶支鏈的烷烴命名，是一套簡短而確定的程序——按順序走下去，每次都會掉出唯一一個正確的名字。初學者最容易絆倒的兩處，是選主鏈（它是*最長*的那條，哪怕這意味著在圖裡走一條拐彎抹角的路）和選編號方向（規則是*最小位次*，有時你得把兩頭都試一遍）。一條主鏈和它的位次是承重的決定；其餘都是記帳的活兒。
- 找出最長的連續碳鏈——這就是主鏈，由它給出詞根加上 -ane（烷）詞尾。若兩條鏈長度相同，選支鏈更多的那條。最長鏈不一定畫成一條直線；要繞著拐角把它描出來。
- 給鏈從一端到另一端編號，選取能讓取代基獲得最小一組位次的方向。把兩種可能的編號逐項比較；第一處出現差異的地方，決定誰勝出。
- 辨認出每個取代基，以及它所在碳的編號。把每個取代基命名為一個帶著自己位次的烷基（甲基、乙基等等），比如「3-甲基」。
- 若同一種取代基出現不止一次，用倍數前綴把它們歸攏——二（di）、三（tri）、四（tetra）——並給每一份各自的位次，比如「2,3-二甲基」（即便只有一個「二甲基」，也要寫兩個位次）。
- 拼出完整名字：把取代基前綴按字母順序排列，再接上母體。按取代基的基本名來排字母，並*忽略*倍數前綴——「乙基（ethyl）」排在「二甲基（dimethyl）」之前，因為你比的是「methyl」和「ethyl」，而不是那個「d」。
看這套演算法在一個分子上跑一遍。假設最長鏈是五個碳（戊烷），上面掛著一個甲基支鏈。從更早碰到支鏈的那一端編號：從左到右編可能把甲基放在 2 號碳上，從右到左則放在 4 號碳上。因為 2 小於 4，我們保留從左到右的編號，名字就是2-甲基戊烷。要是反過來編，我們會寫成「4-甲基戊烷」——這個名字描述的是*同一個分子*，卻違反了最小位次規則，所以乾脆就是錯的。這份唯一性，正是這些規則存在的全部理由。
環、陷阱，與誠實的例外
給環命名是同一套演算法，外加一處微調：加上前綴*cyclo-（環）*，並把環當作母體。一個六元碳環就是環己烷；環上加一個甲基就成了甲基環己烷。只有一個取代基時你不需要編號，因為環上每個碳都等價——沒有一個值得寫的「1」。有兩個或更多取代基時就要編號，從其中一個開始，沿著能給出最小位次的那個方向繞環。當環與鏈相爭時，環烷烴還遵守一條特別的規則：誰的碳*更多*，誰就是母體，較小的那一塊成為取代基。
對自己誠實地認清三個陷阱。第一，最長鏈會藏起來：它特別愛繞著圖的拐角彎過去，所以一條*看上去*像是帶兩個支鏈的四碳母體的鏈，往往其實是帶一個支鏈的六碳母體——永遠要數，絕不靠眼估。第二，排字母時忽略倍數前綴（di、tri），卻*不*忽略像「isopropyl（異丙基）」這種已經嵌進名字裡的結構前綴——這裡「isopropyl」按「i」排序，而一個可拆下的「di」則不算。第三，最小位次規則是把一*組*位次拿到第一處差異處去比，而不是比總和：{2,2,5} 勝過 {3,3,4}，因為在頭一回比較時 2 就小於 3，儘管兩組加起來都是 9。