近代化学符号的演变

近代化学符号的演变

近代化学符号的演变

1．德莫沃与拉瓦锡化学符号

自17世纪中叶，近代化学奠基者波义耳提出科学的元素概念，化学始得以走上科学化发展的道路，开始了近代化学的发展时期。17、18世纪的化学家们冲破了炼金术的羁绊，在化学理论和实践方面都取得长足进展，陆续发现了许多新元素，化学知识体系更为扩大。

图2－5为1718年编制的一份化学亲和力表，可见化学物质虽增加了许多，但所用的仍是炼丹术士的符号。

图2－5　杰沃弗罗瓦的亲和力表

1782年，法国化学家德莫沃（1737～1816）发表论文论述了统一化学命名法，文章发表后得到大化学家拉瓦锡等人的大力支持，他们把合作研究成果写成《化学命名法》，出版于1787年。

德莫沃的职业是律师，法国大革命前他在第戎最高法院工作。他爱好科学，1782年他辞去法律界的职务，转向化学。他的业余爱好是对物质进行仔细的称量。早在1772年，德莫沃就在这种称量过程中发现生锈的金属确实比原来的金属要重，这一点与拉瓦锡当时提出的新理论是相符合的。他因为化学命名法上的问题而与拉瓦锡进行了卓有成效的合作。在法国革命高潮时期，他再次转向政界，站在革命者一边。作为拉瓦锡的助手，德莫沃也与福尔克拉一样，在拉瓦锡被新政府处死时没有起到救援作用。

德莫沃曾经向法国革命党建议，用气球进行军事侦察，因而他可以被认为是空战鼻祖。在拿破仑政权下，他任造币厂厂长，1811年他被授予男爵爵位。

18世纪末叶由拉瓦锡开创的化学革命，确立了以燃烧的氧化学说为中心的近代化学体系，从而第一次使化学建立在真正的科学基础之上。但是他仍然一直沿用着与实际成分毫不相干的炼金术士的符号来标注物质，要掌握所接触的物质名称只能靠死记硬背。随着新发现的物质不断增多，落后的化学术语与化学符号体系日益成为化学发展的阻碍。为此，在德莫沃与拉瓦锡等人的《化学命名法》中，规定每种物质须有一固定名称，单质名称应反映它们的特征，化合物的名称应反映其组成，从而为单质和化合物的科学命名奠定了基础。1783年，瑞典分析化学家贝格曼（1735～1784）首先提出用符号表示化学式，例如硫化铜用硫和铜的符号联起来表示。

2．道尔顿化学符号

化学发展到19世纪初，已彻底打破了炼金术的束缚，沿用了2 000年之久的炼金术符号已完全不适于表达物质的组成，对化学的发展与传播起着越来越大的阻碍作用，道尔顿的圆圈形化学符号在这样的情形下应运而生。

1803年，道尔顿提出了化学原子论，1808年又设计出一套符号来表示他的理论。他认为简单原子都是球形的，所以他的元素符号都是圆圈，再加上各种线、点和字母表示不同元素的原子，用不同的原子组合起来表示化学式，如图2－6所示。

图2－6　道尔顿符号体系

由于它们具有鲜明简单的图案，又与设想的球形原子形状相似，并可用图形表示化合物中原子的排列，因此很易为人们所接受。沿用了2 000年的炼金术符号终于退出了化学舞台，化学符号的演变从此开始与原子论的发展紧密相连。

虽然道尔顿的符号不易识别也不易记忆，但是它也有一个优点，就是用一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，从而表明复杂物质是如何由简单原子组成的。

3．贝采里乌斯化学符号

化学符号演变过程中一次彻底的革命性变化，是贝采里乌斯提出的字母式化学符号，这一变化解除了图形式符号对人们的困扰。最初他建议在与氧或硫化合的元素符号上加一小点或一撇作为氧或硫的符号，如SO₃写成O′₃，FeS写成F′e，实际上是图形符号的残余，因此没有流行多久。后来他又建议在元素符号上划一横线来表示双原子，如H₂写成，H₂O写成HO等，这些划线的符号流行时间稍长些，后虽经多次修改，但终被弃置不用。

为给各国化学家提供一种用起来都无需改变的化学符号和化学式系统，贝采里乌斯仿照汤姆逊（1773～1852）在矿物式中用A、S等表示矾土、硅石等方法，提出用元素的拉丁文名称首字母代替道尔顿不方便的圆圈，若第一个字母相同则增加下一个字母。贝采里乌斯这套符号具有简单、系统、逻辑性强等优点。由于用通用的拉丁字母作符号，每个符号最多两个字母，容易认记；统一使用字母，使整套符号系统一致；符号是由其名称而来，具有一定的逻辑性；能表示确定的相对原子质量，具有方便性，因此很快成为现代化学语言的基础。

贝采里乌斯的另一项重大建议是用字母表示化学式。随着原子—分子论的确立，以及元素周期律和化学结构理论的诞生，人们不仅用化学符号表示化学式，还用来表示反应式、结构式；随着电离学说的建立，用来表示离子式；随着核化学的兴起，又用来表示原子核、同位素和核反应。翻开当今世界上任何一本化学书，无论是什么语种，书中所用的化学符号都是相同的。贝采里乌斯的化学符号极大地推动了并将继续推动现代化学的发展。

化学原子论与古代原子论的本质区别在于把不同元素的原子与一定的相对原子质量联系起来，因此要在化学的各个领域巩固原子论，就要把已知所有元素的相对原子质量测出。贝采里乌斯就把这件工作作为自己科学生活的目的，在短短几年内测定了当时所有已知元素的相对原子质量与几乎所有已知化合物的组成，从而为原子论的确立奠定了稳固的基础。这项工程工作量之大、精度之高可以说前无古人。