浅谈化学元素的名称及符号
摘要：本文主要论述有关化学元素的名称和化学元素符号的史实，范围涉及古今中外。国外部分包括化学元素的英文名称的由来和化学元素符号的演变简史，以及介绍邻国日本对元素的命名并与中国的命名进行一个对比。国内部分则是论述中文名称的命名演化史和两岸命名的差异。同时也讨论了近期IUPAC对新元素的命名这一事件。
关键词：化学元素, 化学史, 元素命名
Abstract: This article mainly discuss the history of the names and symbols of chemical elements. Including the history of the English names and symbols of chemical elements, the differences between Japanese names and Chinese names. Besides, there are the history of nomenclature of Chinese names and the differences of Chinese names between mainland China and Taiwan. In addition, the nomenclature made by IUPAC on the four new elements are also mentioned.
Key Words: Chemical Elements, History of Chemistry, Nomenclature
化学元素是化学研究中最基础的内容之一，也是化学初学者的必修课。初三的学生首次接触化学课时，大多数教师都会要求学生了解化学的基本概念以及熟悉元素周期表前20号元素的名称及元素符号，这体现了化学元素在化学研究中的基础性。而化学元素名称是化合物命名的基础，不论是化学反应的过程还是最后生成的物质，都要明确使用化学元素名称，因此，必须首先对元素进行定名[1]。关于元素的命名以及元素符号，可以通过古今中外的相关史实来进一步了解。
一、英文名称的由来
元素的英文命名是有根源、有依据的，这一点就像人起名字一样。起名字也是一种文化，名字不仅仅是一个简单的符号，在名字背后还有深刻的寓意和文化内涵，化学元素也是如此[2]。目前，国际纯粹与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry，简称IUPAC）对化学元素的名称和符号的命名拥有最终决定权[3]。
化学元素英文名的来源大致可分为九类，分别是沿用古代炼金术士的称呼、以颜色命名、以元素的属性命名、以天体命名、以神话传说命名、以人名命名、以地名命名、派生自非英语单词、以矿物命名和以系统命名法命名。[3]
沿用古代已有的名字的元素是Carbon、Sulfur、Iron、Copper、Silver、Tin、Platinum、Gold、Mercury和Lead。这些元素是古代炼金术士的常用物，因此它们自古便有了名称，因此这些习惯性称呼便被沿用下来。这里列举的元素的中文名称决大部分也是沿用自中国古代的称呼。以颜色命名的如Chlorine，氯气是一种黄绿色的气体，而这个英文名则是源自希腊语中表示黄绿色的单词Chloros。以性质命名的如Hydrogen，希腊语Hydros意为水，后缀-gen意为生产，这个名称由安托万-洛朗·德·拉瓦锡所提出，因为氢气燃烧的时候会产生水。这个称呼和日语中把氢气称呼为「水素」有异曲同工之妙。以天体命名的元素也不在少数，如Helium源自于太阳的希腊语Helios，Selenium源自于月亮的希腊语Selene。也有以神话传说命名的，如Promethium是源自于从天堂盗取火送到人间的普罗米修斯。也有一些元素的英文名是为了纪念一些杰出的人物，如Einsteinium是为了纪念阿尔伯特·爱因斯坦，Nobelium是为了纪念阿尔弗雷德·诺贝尔等等。以地名命名的如Scandium源自于斯堪的纳维亚的拉丁语，Rhenium源自于莱茵河的拉丁语Rhenus，Francium以法兰西命名等等[7]。还有一些元素是以它们被发现的矿石的名称来命名，有些是源自其他非英语语言，主要是希腊语、德语和拉丁语。[3]
而当有些新元素还没有正式名称时，则临时用系统命名法来命名。这种命名方式是将原子序数的每一个数字分别按照规定的名称分别命名，具体规则如下：
0=nil 1=un 2=bi 3=tri 4=quad |
如113号元素的临时名称是Ununtrium，由1（un）、1（un）、3（tri）和后缀-um组成，该元素现已被IUPAC正式命名为Nihonium（Nh），源自日语中「日本（にほん）」的罗马字Nihon。
可见，化学元素的英文名都有它特别的含义，而科学家们也希望能够争取到新元素的命名权。
二、化学元素符号的演变简史
由于化学元素的名称太长，书写起来不方便，且不同的语言有不同的元素名称，不利于国际交流，因此化学元素符号便给人们的研究带来了方便。然而一开始的化学元素符号并不是我们现在用的H、He、Li、Be、B等等这些由一个或者两个、三个英文字母组成的符号。
这种把化学符号和物质组成联系起来的思想萌芽于1782年法国化学家莫尔沃发表的一篇论述统一化学命名法的论文。拉瓦锡等人很支持这篇论文的论点，并于1787年将研究成果出版为《化学命名法》一书。到了1808年，道尔顿提出圆圈式的元素符号，以不同的填充图示表示区分不同的原子并以之表示化合物的化学式，当时道尔顿自称为「复杂原子」。1813年，贝采里乌斯提出了具有现代形式的元素符号，以元素的拉丁文名称的开头字母作为元素符号。但由于当时还没有找到一个确定化合物中原子组成比的合理方法。1860年9月，第一次国际化学大会于德国的卡尔斯鲁厄召开。此后，这种符号逐渐被各国化学家采用并沿用至今。[5]
道尔顿的元素符号之所以没有被推广，是因为存在着诸多弊端，例如难以记忆和不便于印刷。贝采里乌斯符号体系的重要之点在于他的元素符号所表示的不仅在于元素的相互区别，它还代表了某个元素的一个摩尔。这个概念使得贝采里乌斯的符号体系日后得以表示化学反应方程式而免去附加重量的麻烦。[6]
三、化学元素汉译的演化史
我们目前使用的化学元素的中文名称，诸如氢氦锂铍硼这些，也是有历史的。十九上纪六十年代，化学这门科学才从欧洲传到中国，当时对化学元素的命名还比较混乱。清朝同治元年即公元1862年，总理衙门奏请在北京设立京师同文馆，并以外语和自然科学为主要课程。京师同文馆除了授课之外，也兼做一些化学书籍的翻译工作，而授课和翻译需要面临的一个大问题便是化学元素的中文名。当时京师同文馆曾造一些字来表示，如钙元素存在于石灰中，便造了「⿲金石灰」这个字表示钙元素[8]。此外京师同文馆出版的第一本中文自然科学教科书《格物入门》的第六卷《化学入门》中采用了在原有的中文物质名称加上「精」字作为后缀表示元素的译法，如把钙译为「石精」，把钾译为「灰精」等，以表明西方化学与中国炼丹术的联系。但是这些译法并没有被广泛引用。《金石识别》译于1868年，1871年由江南制造局出版，这本书的翻译蓝本是1848年版《Manual of Mineralogy》，里面对于非中国传统元素采取音译的方式，例如把锑元素译作「安的摩尼」，把钡元素译作「贝而以恩」[9]。
总而言之，当时的中文元素名称翻译得十分混乱，这对学术交流造成了一定的障碍。进入民国以后，教育部颁布了《无机化学命名草案》(1915年)，设立科学名词审查会审定中文元素名称。同时，随着一批留学生的成长，关于元素译名问题的讨论也日渐增多。当时，任鸿隽(1886—1961年)、郑贞文(1891—1969年)、梁国常、吴承洛(1892-1955年)、陆贯一等人都纷纷发表看法和意见，但他们的译名多是对此前元素汉译方案的取舍和综合，并没有多大创见。译名混乱的现象仍未得到解决。直至1932年教育部颁布《化学命名原则》，提出了系统的命名原则，重新确立了元素名称的音译原则，译名的混乱方始结束。[9]
新中国成立后，1950年6月中国科学院编译局设立了化学名词审查小组, 着手进行化学名词的改革工作，将以往的《化学命名原则》予以修订，公布了一份《化学物质命名原则》。1953年2月中国科学院召开了一次全国性的化学物质命名扩大座谈会，讨论了化学物质中文命名的基本原则和现有《化学物质命名原则》的确订问题。审查小组根据会议讨论情况编制了一份草案。经过数年的试用和反复研讨后，再次加以补充修订，于是便有了我们目前在用的元素中文名称。[8]
回顾这一段历史，当时通过使用新字来翻译化学元素这一做法并不是被所有人所认同。其实很多化学元素用字严格意义上来讲并不是造出来的新字，反而是「旧字」，即通过借用平时罕用的古字，借形赋新义[10]。徐寿和傅兰雅（John Fryer）对这方面做了很大的贡献。但是有学者觉得新造字不妥，例如鲁迅在《咬文嚼字》文中曾戏谑地提到「中国的化学家多能兼做新仓颉」，他也在文章中批评道：「现在最会造字的是中国化学家，许多原质和化合物的名目，很不容易认得，连音也难以读出来了。老实说，我是一看见就头痛的，觉得远不如就用万国通用的拉丁名来得爽快，如果二十来个字母都不认得，请恕我直说：那么，化学大抵是学不好的[11]。」不过这种对新元素的汉译法最终还是被大多人所接受。
四、两岸化学元素译名的差异
由于文化原因，虽然目前两岸的化学元素都有了固定的中文译名，但是两岸的译名的并不是完全相同。这不是只简单的简繁差异，而是指用字差异。具体的差异如下表所示[12]：
| 原子序数 | 英文名称 | 元素符号 | 中国大陆中文名称 | 台湾中文名称 |
|---|---|---|---|---|
| 14 | Silicon | Si | 硅 | 矽 |
| 43 | Technetium | Tc | 锝 | 鎝 |
| 85 | Astatine | At | 砹 | 砈 |
| 87 | Francium | Fr | 钫 | 鍅 |
| 93 | Neptunium | Np | 镎 | 錼 |
| 94 | Plutonium | Pu | 钚 | 鈽 |
| 95 | Americium | Am | 镅 | 鋂 |
| 97 | Berkelium | Bk | 锫 | 鉳 |
| 98 | Californium | Cf | 锎 | 鉲 |
| 99 | Einsteinium | Es | 锿 | 鑀 |
五、日本对于化学元素的命名
日本和中国都是属于汉字文化圈，都是使用汉字的国家，但是日语元素周期表和中文元素周期表有着很大的区别。日语元素周期表最大的特点就是很少使用汉字。日语这门语言有一个特点，就是有大量的外来词，而日语中片假名的作用便是书写外来词。日语元素周期表中使用汉字的只有19个，和中文的比较情况如下表所示[13]：
| 原子序数 | 英文名称 | 元素符号 | 中文名称 | 日文名称 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Hydrogen | H | 氢 | 水素 |
| 6 | Carbon | C | 碳 | 炭素 |
| 7 | Nitrogen | N | 氮 | 窒素 |
| 8 | Oxygen | O | 氧 | 酸素 |
| 9 | Fluorine | F | 氟 | 弗素 |
| 14 | Silicon | Si | 硅 | 珪素/硅素 |
| 15 | Phosphorus | P | 磷 | 燐 |
| 16 | Sulfur | S | 硫 | 硫黄 |
| 17 | Chlorine | Cl | 氯 | 塩素 |
| 26 | Iron | Fe | 铁 | 鉄 |
| 29 | Copper | Cu | 铜 | 銅 |
| 30 | Zinc | Zn | 锌 | 亜鉛 |
| 35 | Bromine | Br | 溴 | 臭素 |
| 47 | Silver | Ag | 银 | 銀 |
| 50 | Tin | Sn | 锡 | 錫 |
| 78 | Platinum | Pt | 铂 | 白金 |
| 79 | Gold | Au | 金 | 金 |
| 80 | Mercury | Hg | 汞 | 水銀 |
| 82 | Lead | Pb | 铅 | 鉛 |
忽略掉字体差异和中文简繁与日文新旧字体的差异，可以发现铁、铜、银、锡、金、铅的中文名称和日文名称是完全一样的，而这些元素都是古代就已经发现的元素，所以沿用了古代的名称。而汞这个元素在日语里面是用了古代炼丹师的称呼「水银」，也是中文里面汞的俗名。氢被称为「水素」，是因为氢气燃烧生成水，与希腊语Hydros类似；氮被称为「窒素」，是因为氮气不支持呼吸；氧被称为「酸素」，是因为一开始化学家们误认为一切的酸都还有氧；氯被称为「盐素（塩素）」，是因为食盐中含有氯元素……有一些则是跟据化学元素的性质命名的，例如锌的性质和铅类似，于是被称作「亚铅（亜鉛）」。
除了这些使用汉字作为名称的元素之外，其他的化学元素在日语中是以片假名来表示的。片假名是日语中表音符号的一种，主要用来拼写外来词，于是便用片假名来音译化学元素的英文名。例如铝元素在日语中写作アルミニウム（罗马字：Aruminiumu），是Aluminium的音译；钙元素在日语中写作カルシウム（罗马字：Karushiumu），是Calcium的音译……
比起化学元素的中文名称，日文对大多数化学元素进行了音译并用片假名表示，这样有一个优点就是省去了找汉字来命名的麻烦。除此之外，如果知道一个化学元素的中文名称，是几乎不能推断出它的英文名称的，但是如果知道一个化学元素的日文名称，而这个元素恰好是用片假名表记的，那么很容易便能推断出它的英文名称，这一点有利于和国际接轨。
而中文名称的优点是只用一个单音节便可以表示出一个化学元素，印刷起来只占用一个汉字的位置。
六、近期的新元素命名
2016年6月8日，IUPAC对113号元素、115号元素、117元素和118元素进行试命名，供公众审查与查阅。[14]
113号元素Ununtrium（Uut）被命名为Nihonium（Nh），来源自日语中「日本（にほん）」的罗马字nihon，以纪念该元素的发现国。杜布纳小组的Dmitriev和理研小组的森田浩介分别对命名Uut进行了提议。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）及国际纯粹与应用物理联合会（IUPAP）的联合工作小组将决定哪一方有权进行命名。2011年，IUPAC审核了两方曾进行的实验，认为实验并未符合“发现元素”的标准[15]。2015年12月31日，理研取得本元素的命名权，并被IUPAC认为Uut符合「发现元素」标准，预计本元素将会被命名为Japonium[16]，符号Jp，跟日本的ISO 3166-1两位字母标准国家代码（同国家和地区顶级域名）缩写一样，但此命名未被使用。除此之外，Rikenium和Nishinanium也曾是推荐名称。前者来源于日本「理化学研究所」的简称「理研（りけん）」的罗马字Riken；后者来源自日本物理学家仁科芳雄（にしな よしお）的名字的罗马字写法Nishina Yoshio，他曾是理化学研究所的一员。
115号元素Ununpentium（Uup）被命名为Moscovium（Mc），源自俄罗斯的首都莫斯科（Moscow），用于纪念成就卓越的杜布纳联合原子核研究所；117号元素Ununseptium（Uus）被命名为Tennessine（Ts），源自美国田纳西州（Tennessee），该州有橡树岭国家实验室等众多机构，由于该元素属于卤素所以以-ine结尾；118号元素Ununoctium（Uuo）被命名为Oganesson（Og），为了纪念尤里·奥加涅相教授（Professor Yuri Oganessian）对发现新元素的先驱工作，因该元素位于0族因此以-on作为后缀。
2016年11月30日，以上名称被IUPAC正式确认。但是此时还没有正式的中文名称。中国化学会于2016年11月21日也发起了中文命名的征集公告，公众广泛征集113号、115号、117号和118号元素的中文命名，征集截止时间为2016年12月31日。全国科学技术名词审定委员会将在所征求意见的基础上，拟定113号、115号、117号和118号元素中文命名草案，组织语言学家、物理学家、化学家共同讨论并确定其中文名称[18]。
参考文献
[1] 才磊. 我所参与的新元素的中文定名[J]. 中国科技史杂志, 2016 (2): 145-152. ↑
[2] 周兴喜. 化学元素命名溯源[J]. 化学教育, 1989, 10(4): 56-58, 62. ↑
[3] 汪辉亮(编). 化学专业英语[M]. 北京: 北京师范大学出版社, 2011.2 (2015.2重印): P21-33. ISBN 978-7-303-12100-7. ↑ ↑ ↑
[4] Per Enghag. The Elements- Origin, Occurence, Discovery And Names. Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications. John Wiley & Sons. 8 January 2008: 55–78. ISBN 978-3-527-61234-5.
[5] 汪朝阳, 肖信. 化学史人文课程（第二版）[M]. 北京: 科学出版社, 2015.1: P53-54. ISBN 978-7-03-042709-0. ↑
[6] 郭保章. 化学命名法和化学符号的由来[J]. 化学教育, 1991, 12(4): 58-62. ↑
[7] 周定国. 以地名命名的元素名称浅谈[J]. 科技术语研究, 2005, 7(1): 60-64. ↑
[8] 张纶. 化学元素中文命名的由来[J]. 江苏教育, 1981, 8: 41-42. ↑ ↑
[9] 何涓. 化学元素名称汉译史研究述评[J]. 自然科学史研究, 2004, 23(2): 155-167. ↑ ↑
[10] 张培富, 夏文华. 晚清民国时期化学元素用字的文化观照[J]. 科学技术与辩证法, 2007, 24(6): 92-95. ↑
[11] 鲁迅. 且介亭杂文[M]. 北京: 人民文学出版社，2000.82. ↑
[12] 杨秀蕴. 海峡两岸在化学元素命名上的区别[J]. 化学教育, 1991, 12(4): 58-58. ↑
[13] 2012 日本化学会 原子量専門委員会. 原子量表（2012）(PDF). ↑
[14] IUPAC is naming the four new elements nihonium, moscovium, tennessine, and oganesson. IUPAC. 2016-06-08. ↑
[15] Barber, Robert C.; Karol, Paul J.; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich W. Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2011: 1. doi:10.1351/PAC-REP-10-05-01. ↑
[16] ‘Japonium’ said to be heaviest element. 2004-09-30. ↑
[17] IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118. IUPAC. 2016-11-30.
[18] 新元素113号、115号、117号、118号的中文定名征集. 中国化学会. 2016-11-21. ↑
※ Cover image: IUPAC