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化学符号系统

来源:作者:陈桂芳 点击:所属专题: 化学符号
所谓化学符号系统,是化学元素的符号、名称及化学式等的统称。它们是化学这一门学科所特有的、一种形式化的语言。这些抽象的语言蕴含着丰富的内容。 首先,这些符号可以表示化学元素、化学原子及化合物的组成等内容。其次,由这些符号组成的关系式可以表达化学反应过程

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         所谓化学符号系统,是化学元素的符号、名称及化学式等的统称。它们是化学这一门学科所特有的、一种形式化的语言。这些抽象的语言蕴含着丰富的内容。
  首先,这些符号可以表示化学元素、化学原子及化合物的组成等内容。其次,由这些符号组成的关系式可以表达化学反应过程,也可以反应化学理论和规律。再者,它们是化学工作者进行理论思维和交流的工具。因此,化学符号系统对于化学这门学科的存在和发展具有不可缺少的重要作用。在某种意义上说,化学符号系统也是近代化学迅速发展所必须具备的基础条件。
  同时,我们应该清楚,化学符号系统是化学发展到一定历史阶段的产物。它并不是一次形成的,在不同的历史阶段,都有其不同的具体形式,并不断地趋于丰富和完善。
  早在古代化学时期,人们就已经给当时发现的元素和化合物冠以不同的名称。这些名称往往都是从这些物质的外部现象着手而得来的。例如,汞可以像水一样的流,又有银色的光泽,故而称之为水银;孔雀石则因为其漂亮的外貌而得名。到了金丹术时期,炼丹家和炼金家为了保密,故意采用了一些隐语来给物质命名和描述化学反应。在中国的炼丹家中,将水银叫作“姹女”;将硫磺称为“黄芽”;对碱式碳酸铅还原成铅的反应,描述为“胡粉投入火中,色坯还为铅”等等。古希腊的炼金家和硫磺和石灰乳共煮得到的多硫化钙溶液叫作“圣水”或“蛇胆汗”等。在这一时期,几乎每个炼丹家和炼金家都有自己的一套称名,这给今天研究金丹术带来了很大的困难,在当时更不易于交流。古希腊和古埃及以及中世纪的炼金家们还用一些图画符号来表示元素和化合物,这些可以算作最早的元素符号。
  可以看出,这种炼金术士对元素的命名法和符号与物质的组成是毫不相干的,也显然是不利于化学发展的。直至1782年,法国化学家得莫沃发表了一篇论文,论述了统一化学命名法。这篇文章发表后,得到了拉瓦锡等人的大力支持,他们把自己珠研究成果写成《化学命名法》一书,出版于1787年。
  1808年,道尔顿自行设计出一套符号来表示他的理论,由于他认为,简单原子都是球形的,所以他的元素符号都是圆圈。可想而知,这些符号并不易识别,也不易记忆。但是,它也有一个优点,就是用每个符号表示一个原子,化合物的化学式则由元素的符号组成,从而表明复杂原子是如何由简单原子组成的。
  现代形式的元素符号是1813年,由贝采里乌斯提出的。他建议采用每种元素的拉丁文名称的开头字母作为化学元素符号,例如O,即为oxygenium的开头字母。如果元素的第一个字母相同,就再加上下一个字母,如Co,即为cobaltum的前两个字母。他还建议,将化合物的化学式用元素符号表示,每一个元素符号在化学式中各代表一个原子。他又采用了在元素符号上加点的方法来表示化合物中的氧,例如CO2记为C;CaO记为Ca等。这一种方法流传时间不长,就为另一种方法取代了。他说,如果要表示两个原子,只在元素符号中间划一横线来表示,如O2写作(O-)。这种方法流传时间不长,就为另一种方法取代了。他说,如果要表示两个原子,只在元素符号中间划一横线来表示,如水记作H2O等。
  与道尔相比较,贝采里乌斯的元素符号已经很简单了,优点更多。它既能表示元素的原子量,又能用化学式来明确而直观地表现和解释化合物的原子组成,而且为世界各国的化学家提供了一种通用的符号,非常有利于化学交流和发展。但是,他的化学符号并未能很快地被化学界普遍接受。甚至一些化学家在书中应用了贝采里乌斯的化学符号,还要向读者表示歉意。
  造成这种情形的原因是,在当时还没有找到一个确定化合物中原子组成比的合理办法,原子量的测定也处于混乱状态,化学符号的应用以及化学式的表示方法自然地处于更加混乱的状态了。当时的情况正如迈尔所说,HO可以代表水,又可以代表氧化氢;CH2可以代表甲烷,又可代表乙烯。更为可笑的是,有些化学家有意采用不同的元素符号和原子量来表示自己有独到的见解。当时,这种学术混乱的状态引起了大家的不满,迫切要求统一和规范。于是,全国化学家于1860年9月在德国的卡尔斯鲁厄召开了一个会议,一致决定采用贝采里乌斯的元素符号系统。此后元素符号系统才逐渐为各国化学界普遍采用了。
  由此可见,化学符号系统在整个化学理论发展过程中的重要作用。现在,这一系统仍然在发展,并且在化学研究和化学教育中起着越来越重要的作用
(责任编辑:化学自习室)
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