化学符号语言

化学符号语言

化学符号语言

1．古埃及化学符号

古埃及地区是人类化学知识的早期发源地之一，现代西方语言中“化学”一词就来源于古埃及的国名，因此，化学符号的起源追溯到古埃及就不令人奇怪了。公元前3400年（古埃及第一王朝）之前，埃及人就擅长冶金和金属加工，这从他们的遗物中即可得到实证。古埃及人最早学会使用的金属是金，这种以天然的单质形式存在的金属以其灿烂的色泽吸引了人们的注意。稍后，古埃及人又认识了铜，不久以后就发明了青铜（铜锡合金）冶炼技术。在前王朝（前3400）时期，埃及人又知道了铁、银、铅等金属。

那时候，古埃及人制造玻璃、釉陶和其他材料的工艺也日益完善，还发展了天然染料的提取技术。最初，这些技术通过父子或师徒之间口传心授代代相传，并没有留下相应的文字记录。随着文字的产生和技术的发展，为了查阅和传世，有必要将相关化学配方和制作工艺记录保存下来。为了保护配方和工艺，防止落入外人之手，关键性的物质、设备和工艺不能用通用的文字记录保存，因而创造并使用了一批特定的、只有可以完全信任的自己人才能看懂的符号。其中表示物质的符号就是最早的化学符号。

由此可见，化学符号的产生有两个前提：一是化学工艺的发展达到一定的阶段，的确有值得记录保存的知识和秘密；二是必须有较为成熟的文字体系，受文字的启发和支撑制定出一些特定的符号，使得信息的记录成为可能。很遗憾的是，因为年代久远、记录材料和手段落后，至今未曾发现古埃及时所用的化学符号遗存，人们很难知道当时的符号和记录是什么样子。

古巴比伦人的化学工艺水平不如埃及，但是天文学知识水准较高，他们很早就对太阳、月亮和行星运动进行观察，并用太阳、月亮和五大行星为一周七天命名，称为星期。他们还依据其丰富的天文知识，建立了一种占星术体系，并以此作为天文学最主要和最有价值的研究对象。

来自各个古代文明地区的知识在希腊的汇合产生了丰富多彩的自然哲学，也产生了最早的古希腊化学著作。图2－1是取自希腊手稿中的金属及其他一些物质的符号。

图2－1　希腊手稿中的化学符号

现存已知最早的化学书籍就是在埃及亚力山大发现的古希腊文著作，书中有许多在现在的希腊文字典中根本查不到的技术符号与术语。古希腊文明是在古埃及和古巴比伦文明的基础上发展起来的，在这些著作中反映了来自古巴比伦的占星学研究与来自古埃及的化学研究的“交感”关系。这些著作把当时已知的七种金属与日、月和五大行星相联系，用行星符号来表示金属，即太阳＝金，月亮＝银，火星＝铁，金星＝铜等，见表2－1。

表2－1　占星术符号与化学符号

化学符号的产生为记录化学配方与化学工艺提供了简捷方法，也使得许多珍贵资料得以保存和传播，从而促进了化学的发展。公元前1世纪，三大不同潮流（来自巴比伦的神秘主义、埃及的工艺学和希腊哲学）汇合，其影响之一是导致亚历山大炼金术的诞生，这是化学发展历程中炼金术时期的标志性开场。

2．化学符号系统

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，这些名称往往是从这些物质的外部现象表现出来的特征而得以命名的。例如，汞（Hg）可以像水一样地流动，又有银色的光泽，故而得“水银”之名；孔雀石则因为有漂亮的外貌而得名。

到了炼丹术时期，炼丹术士和炼金术士为了保密，故意采用了一些隐语来给物质命名和描述化学反应。在中国的炼丹术士中，将水银叫做“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。古希腊的炼金术士将硫磺和石灰乳共煮，得到的多硫化钙溶液叫做“圣水”或“蛇胆汗”。在这一时期，几乎每个炼丹术士和炼金术士都有自己的一套名称，这给后代研究金丹术带来了很大困难，在当时更不易于交流。古希腊和古埃及以及中世纪的炼金术士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。

作为一种特殊的化学语言，现在所用的字母式元素符号（化学符号），从19世纪初诞生以来已有近200年的历史。对于刚刚接触化学知识的初中学生来讲，化学是一门全新的学科，不管过去其他课程的学习成绩如何，在化学这门课程刚开始的时候，大家都站在同一起跑线，都要从认识化学符号开始。

俗话说“数理化是一家”，数学基础较差的考生可能会对化学这门课产生畏难情绪，担心自己数学不好影响化学。其实，学习化学关键要靠勤奋，这门课程需要记忆的内容很多，只要从一开始就跟着课程内容和进度走，即使数学、物理基础知识薄弱的学生也同样能学好化学。

元素的化学符号在元素周期表中使用，亦用来书写化学式。刚开始接触化学，对化学符号、化学式的辨识和记忆十分重要。例如，如果不知道铁的化学符号，就很难写出三氧化二铁的化学式，同样也很难写出三氧化二铁与盐酸反应的方程式。在记忆化学用语时，初三生要学会找到其中的规律巧妙记忆。对于一些化学概念，初三生可以理解性地记忆，如质量守恒定律就可以通过一个实验来记忆，这样既容易理解又记得牢。

化学符号以拉丁字母缩写的形式表示化学元素或官能基。化学元素的符号通常为一个或两个字母，而一些人造元素的IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）临时符号则使用三个字母。例如，氢和氧化合为水的反应的化学方程式为：2H₂＋O₂→2H₂O。

多数元素的符号缩写都来自它的英语名称，但亦有部分缩写来自它的拉丁语或德语名称，如钠（Na）来自拉丁语natrium，钨（W）来自德语wolfram。除此之外，氢的同位素氘（² H）以D表示，氚（³ H）以T来表示，R在有机化学中则用来表示烃链。

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。

化学符号系统在化学科学研究和化学技术应用过程中有举足轻重的作用。这些符号既可以表示化学元素，也可以表示化学原子及化合物的组成等；由这些符号组成的关系式还可以表达化学反应过程，记录、描述或说明化学理论和化学反应规律；它们是化学工作者进行理论思维和相互之间进行化学知识交流的工具。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或缺的重要作用。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。

化学符号系统是化学发展到一定历史阶段的产物，但是它并不是一次形成的。在化学科学创立和进步的不同历史阶段，化学符号系统都有其不同的具体形式，并不断地趋于丰富和完善。