Принципы и История
Символы это условное обозначение химических элементов.
Вместе с химическими формулами, схемами и уравнениями химических реакций образуют формальный язык химии — систему условных обозначений и понятий, предназначенную для краткой, ёмкой и наглядной записи и передачи химической информации.
В зависимости от контекста символ химического элемента может обозначать:
Название химического элемента;
Один атом элемента;
Один моль атомов этого элемента.
Принципы обозначения
Современные символы химических элементов состоят из первой буквы или из первой и одной из следующих букв латинского названия элементов. Знакомо наверно из таблицы Менделеева.
При этом только первая буква — заглавная.
Например, H — водород (лат. Hydrogenium), N — азот (лат. Nitrogenium), Ca — кальций (лат. Calcium), Pt — платина (лат. Platinum) и т. п.
Для неоткрытых и новооткрытых трансурановых элементов, которые пока не получили утверждённого ИЮПАК названия, используют трехбуквенные обозначения, означающие числительное — порядковый номер.
Например, Uue — унуненний (лат. Ununennium, 119), Ubh — унбигексий (лат. Unbihexium, 126).
Изотопы водорода имеют особые символы и названия: H — протий 1H, D — дейтерий 2H, T — тритий 3H.
Для обозначения изобаров и изотопов перед символом химического элемента вверху ставится массовое число (напр., 14N),
а слева внизу — порядковый номер элемента (атомный номер) (напр., 64Gd).
В том случае, когда в химических формулах и химических уравнениях не указаны массовое число и порядковый номер, каждый химический знак выражает среднюю относительную атомную массу его изотопов в земной коре.
Для обозначения заряженного атома вверху справа указывается заряд иона (напр., Ca2+).
Внизу справа указывают число атомов данного элемента в реальной или условной молекуле (напр., N2 или Fe2O3).
Свободные радикалы обозначаются точкой справа (напр., Cl·).
История символов химических элементов
Символы химических элементов на почтовой марке СССР,
посвящённой 20 конгрессу ИЮПАК,
проводившемуся в 1965 году в Москве
Учёные древнего мира и средних веков так называемые Алхимики, применяли для обозначения веществ, химических операций и приборов символические изображения, буквенные сокращения, а также сочетания тех и других.
Таблицу Менделеева тогда ещё не знали.
Систематическое применение алхимиками особых химических знаков начинается с XIII в.
Одними из первых начинают прививаться следующие обозначения четырёх элементов-стихий Аристотеля:
Огонь Земля Воздух Вода
В то же время формируется символика металлов.
Так, у Раймунда Луллия семь металлов, известных с древности, имеют обозначения, тождественные с астрологическими знаками семи небесных светил: Солнца (☉, золото), Луны (☽, серебро), Юпитера (♃, олово), Венеры (♀, медь), Сатурна (♄, свинец), Меркурия (☿, ртуть), Марса (♁, железо).
Происхождение и смысл этих символов достоверно неизвестны.
Возможно, что знак свинца должен изображать косу Сатурна, знак железа — щит и копьё Марса, знак меди — ручное зеркало Венеры и т. п.: тогда их можно рассматривать, как знаки мифологических божеств, под названиями которых были известны металлы; но одинаково вероятно, что эти знаки являются и сокращениями имён тех же божеств. У алхимиков XIV—XVI вв. встречаются и такие объяснения, что замкнутый круг есть знак совершенства металла, полукруг (полумесяц) — знак приближения его к совершенству.
Металлы, открытые в XV—XVIII веках, — висмут, цинк, кобальт — стали обозначаться первыми буквами их названий.
Тогда же появились символы сложных веществ, связанные с их названиями.
Например, знак винного спирта составлен из букв S и V (лат. spiritus vini).
Знаки крепкой водки (лат. aqua fortis) — азотной кислоты, и царской водки (лат. aqua regis), смеси соляной и азотной кислот, составлены из знака воды Alchemy water и прописных букв F и R соответственно.
Знак стекла (лат. vitrum) образован из двух букв V — прямой и перевёрнутой.
Лавуазье А.Л. работая над новой классификацией и номенклатурой,
Предложил весьма громоздкую систему химической символики для элементов и соединений.
Попытки упорядочить старинные химические знаки продолжались до конца XVIII века.
Более целесообразная знаковая система была предложена в 1787 г.
Ж.-А. Гассенфратцем и П.-О. Аде; их химические знаки приспособлены уже к антифлогистической теории Лавуазье и имеют некоторые особенности, сохранившиеся впоследствии.
Они предложили ввести в качестве общих для каждого класса веществ символы в виде простых геометрических фигур и буквенных обозначений, а также прямые линии, проведённые в различных направлениях, для обозначения «истинных элементов» — света и теплорода, а также элементарных газов — кислорода, азота и водорода.
Так, все металлы должны были обозначаться кружками с начальной буквой (иногда две буквы, причём вторая строчная) французского названия металла посередине; все щёлочи и щёлочные земли (отнесённые Лавуазье тоже к числу элементов) — различным образом расположенными треугольниками с латинскими буквами посреди и т. д.
В начале XIX века английский химик Дж. Дальтон предложил обозначать атомы химических элементов кружками, внутри которых помещались точки, чёрточки, начальные буквы английских названий металлов и др.
Символы химических элементов Дальтона получили некоторое распространение в химической литературе, но вскоре были вытеснены новой буквенной символикой, предложенной шведским химиком Й. Я. Берцелиусом.
В 1814 г. Берцелиус подробно изложил систему химической символики, основанную на обозначении элементов одной или двумя буквами латинского названия элемента; число атомов элемента предлагалось указывать надстрочными цифровыми индексами (принятое в настоящее время указание числа атомов подстрочными цифрами предложил в 1834 г. Юстус Либих). Система Берцелиуса получила всеобщее признание и сохранилась до настоящего времени.
В России первое печатное сообщение о химических знаках Берцелиуса сделал в 1824 Московский врач.
Перечень символов химических элементов и их атомных весов Дж. Дальтона (1808)
