Символы химических элементов и принципы их обозначения

Химия, как и любая наука, требует точности. Система представления данных в этой области знаний вырабатывалась столетиями, и актуальный на сегодняшний день стандарт представляет собой оптимизированную структуру, содержащую всю необходимую информацию для дальнейшей теоретической работы с каждым конкретным элементом.

При записи формул и уравнений крайне неудобно использовать целые названия веществ, и сегодня для этой цели используются одна или две буквы – химические символы элементов.

История

В Древнем мире, а также в Средние века ученые применяли символические изображения для обозначения различных элементов, однако эти знаки не были стандартизованы. Лишь к XIII веку предпринимаются попытки систематизации символов веществ и элементов, а с XV века новооткрытые металлы начали обозначаться первыми буквами своих названий. Подобная стратегия наименования применяется в химии до сегодняшнего дня.

Современное состояние системы наименования

На сегодняшний день известно более ста двадцати химических элементов, часть из которых найти в природе крайне проблематично. Неудивительно, что ещё в середине XIX века наука знала о существовании лишь 63 из них, и не существовало ни единой системы наименования, ни цельной системы представления химических данных.

Последнюю задачу решил во второй половине того же века русский ученый Д. И. Менделеев, опираясь на неудачные попытки предшественников. Процесс наименования продолжается и сегодня – существует несколько элементов с номерами от 119 и выше, условно обозначенных в таблице латинским сокращением своего порядкового номера. Произношение символов химических элементов этой категории осуществляется по латинским правилам чтения числительных: 119 – унуненний (букв. «сто девятнадцатый»), 120 – унбинилий («сто двадцатый») и так далее.

Большая же часть элементов имеет собственные названия, происходящие от латинских, греческих, арабских, немецких корней, в одних случаях отражающих объективные характеристики веществ, а в других выступающих в качестве ничем не мотивированных символов.

Этимология некоторых элементов

Как было сказано выше, некоторые названия и символы химических элементов базируются на объективно наблюдаемых признаках.

Название фосфора, светящегося в темноте, происходит от греческого словосочетания «нести свет». При переводе на русский язык обнаруживается достаточно много «говорящих» названий: хлор - «зеленоватый», бром – «дурно пахнущий», рубидий – «темно-красный», индий – «цвета индиго». Поскольку химические символы элементов даны латинскими буквами, прямая связь названия с веществом для носителя русского языка обычно остается незамеченной.

Существуют и более тонкие ассоциации при наименовании. Так, название селена происходит от греческого слова, означающего «Луна». Произошло это потому, что в природе данный элемент является спутником теллура, название которого в том же греческом означает «Земля».

Сходным образом назван и ниобий. Согласно древнегреческой мифологии, Ниоба – дочь Тантала. Химический элемент тантал был открыт раньше и по своим свойствам схож с ниобием – таким образом, логическая связь «отец-дочь» была спроецирована на "взаимоотношения" химических элементов.

Более того, своё название тантал получил в честь известного мифологического персонажа не случайно. Дело в том, что получение этого элемента в чистом виде было сопряжено с большими трудностями, благодаря чему ученые и обратились к фразеологизму «Танталовы муки».

Ещё один любопытый историческиЙ факт заключается в том, что название платины буквально переводится как «серебришко», т. е. нечто похожее, но не такое ценное, как серебро. Причина заключается в том, что данный металл плавится гораздо труднее серебра, а потому долгое время не находил применения и не представлял особой ценности.

Общий принцип наименования элементов

При взгляде на периодическую таблицу первое, что бросается в глаза, – названия и символы химических элементов. Это всегда одна или две латинские буквы, первая из которых – заглавная. Выбор букв обусловлен латинским названием элемента. Несмотря на то что корни слов происходят и из древнегреческого, и из латинского, и из других языков, по стандарту наименования к ним добавляются латинские окончания.

Интересно, что большинство символов носителю русского языка будут интуитивно понятны: алюминий, цинк, кальций или магний школьник легко запоминает с первого раза. Сложнее обстоит дело с теми названиями, которые различаются в русском и латинском варианте. Ученик может далеко не сразу запомнить, что кремний – это силициум, а ртуть – гидраргирум. Тем не менее запомнить это придется – графическое изображение каждого элемента ориентировано на латинское название вещества, которое и будет фигурировать в химических формулах и реакциях как Si и Hg соответственно.

Чтобы запомнить такие названия, ученикам полезно выполнять упражнения типа: «Установите соответствие между символом химического элемента и его названием».

Иные способы наименования

Наименования некоторых элементов произошли из арабского языка и были «стилизованы» под латынь. Например, натрий получил название от корневой основы, означающей «бурлящее вещество». Арабские корни прослеживаются также у названий калия и циркония.

Своё влияние оказал и немецкий язык. Из него происходят наименования таких элементов, как марганец, кобальт, никель, цинк, вольфрам. Логическая связь при этом не всегда очевидна: например, никель - это сокращение от слова, означающего «медный дьявол».

В редких случаях названия были переведены на русский язык в виде кальки: гидрогениум (буквально «рождающий воду») превратился в водород, а карбонеум - в углерод.

Имена и топонимы

Более десятка элементов названы именами различных ученых, среди которых Альберт Эйнштейн, Дмитрий Менделеев, Энрико Ферми, Альфред Нобель, Эрнест Резерфорд, Нильс Бор, Мария Кюри и другие.

Некоторые наименования произошли от других имён собственных: названий городов, штатов, стран. Например: московий, дубний, европий, тенессин. Не все топонимы покажутся знакомыми носителю русского языка: вряд ли человек без культурной подготовки узнает в слове нихоний самоназвание Японии – Нихон (букв.: Страна восходящего солнца), а в гафнии - латинский вариант Копенгагена. Узнать даже название родной страны в слове рутений - не самая простая задача. Тем не менее Россия на латинском языке именуется Рутенией, и именно в честь неё назван 44-й химический элемент.

Фигурируют в периодической таблице и названия космических тел: планет Урана, Нептуна, Плутона, Цереры, астероида Паллады. Помимо имен персонажей древнегреческой мифологии (Тантал, Ниобий), встречаются и скандинавские: торий, ванадий.

Периодическая таблица

В привычной нам сегодня периодической таблице, носящей имя Дмитрия Ивановича Менделеева, элементы представлены по рядам и периодам. В каждой ячейке химический элемент обозначается химическим символом, рядом с которым представлены другие данные: его полное название, порядковый номер, распределение электронов по слоям, относительная атомная масса. Каждая ячейка имеет свой цвет, который зависит от того, выделяется s-, p-, d- или f- элемент.

Принципы записи

При записи изотопов и изобаров слева сверху относительно символа элемента ставится массовое число – общее количество протонов и нейтронов в ядре. При этом слева снизу ставится атомный номер, представляющий собой количество протонов.

Заряд иона записывается справа сверху, и с той же стороны снизу указывается число атомов. Символы химических элементов всегда начинаются с заглавной буквы.

Национальные варианты записи

В азиатско-тихоокеанском регионе существуют свои варианты написания символов химических элементов, основанные на местных способах письма. В китайской системе обозначения используются знаки радикалов, за которыми следуют иероглифы в их фонетическом значении. Символы металлов предваряются знаком «металл» или «золото», газы – радикалом «пар», неметаллы – иероглифом «камень».

В европейских странах также существуют ситуации, когда знаки элементов при записи отличаются от зафиксированных в международных таблицах. Например, во Франции азот, вольфрам и бериллий имеют собственные названия на национальном языке и обозначаются соответствующими символами.

В заключение

Обучаясь в школе или даже высшем учебном заведении, запоминать наизусть содержание всей периодической таблицы вовсе не требуется. В памяти следует держать химические символы элементов, которые чаще всего встречаются в формулах и уравнениях, а малоупотребительные время от времени смотреть в Интернете или учебнике.

Однако во избежание ошибок и путаницы необходимо знать, каким образом осуществляется структурирование данных в таблице, в каком именно источнике найти требуемые данные, чётко помнить, какие названия элементов различаются в русском и латинском варианте. В противном случае можно случайно принять Mg за марганец, а N - за натрий.

Чтобы получить практику на начальном этапе, выполняйте упражнения. Например, укажите символы химических элементов для случайно взятой последовательности названий из периодической таблицы. По мере получения опыта всё встанет на свои места и вопрос запоминания этой базовой информации отпадет сам собой.