Символы химических элементов

Символы химических элементов или знаки химические^[1] — 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.

Химический знак двухатомной молекулы хлора-35

Символы химических элементов на почтовой марке СССР, посвящённой 20 конгрессу ИЮПАК, проводившемуся в 1965 году в Москве

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. 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: ${\displaystyle {\ce {H}}}$ — протий ${\displaystyle {\ce {^1H}}}$, ${\displaystyle {\ce {D}}}$ — дейтерий ${\displaystyle {\ce {^2H}}}$, ${\displaystyle {\ce {T}}}$ — тритий ${\displaystyle {\ce {^3H}}}$.

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·).

массовое число		заряд иона
	Символ элемента
порядковый номер		число атомов в молекуле

Международные и национальные символы

Приведённые в Периодической таблице элементов символы являются международными, но наряду с ними в некоторых странах употребительны обозначения, произведённые от национальных названий элементов. Например, во Франции вместо символов азота N, бериллия Be и вольфрама W могут использоваться Az (Azote), Gl (Glucinium) и Tu (Tungstène). В США вместо знака ниобия Nb нередко применяют Cb (Columbium).

В Китае используется свой вариант химических знаков, основанный на китайских символах. Большинство символов были изобретены в XIX — XX веках. Символы для металлов (кроме ртути) используют радикал 钅 или 金 («золото», металл вообще), для твёрдых при нормальных условиях неметаллов — радикал 石 («камень»), для жидкостей — 水 («вода»), для газов — 气 («пар»). Например, символ молибдена 钼 состоит из радикала 钅 и фонетика 目, задающего произношение mu⁴.

История символов химических элементов

См. также: Алхимические символы

Алхимические символы. 1 — олово; 2 — свинец; 3 — золото; 4 — сера; 5 — ртуть; 6 — серебро; 7 — железо

Учёные древнего мира и средних веков применяли для обозначения веществ, химических операций и приборов символические изображения, буквенные сокращения, а также сочетания тех и других. 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

Алхимические символы Василия Валентина

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^[2].

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 и прописных букв F и R соответственно. Знак стекла (лат. vitrum) образован из двух букв V — прямой и перевёрнутой.

Перечень символов химических элементов и их атомных весов Дж. Дальтона (1808)

А.-Л. Лавуазье, 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.^[3]

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.^[4] 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^[5]; 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 И. Я. Зацепин^[1].

См. также

• Химический элемент
• Язык химии
• Химическая формула
• Химическое уравнение
• Химическая номенклатура
• Систематическое название элемента

Примечания

1. Знаки химические // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
2. А. И. Горбов. Формулы химические // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
3. «Химическая революция» Архивная копия от 30 декабря 2010 на Wayback Machine / Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. — М.: Наука, 1969.
4. Леенсон И.А. Химические иероглифы: от Дальтона до эндоэдральных фуллеренов // Химия и жизнь. — 2003. — № 5. Архивировано 16 апреля 2014 года.
5. Система Берцелиуса была оформлена в виде статьи «О причине химических пропорций и о некоторых сюда относящихся вопросах вместе с простым способом изображения последних», опубликованной по частям в журнале «Annals of Philosophy»: том 2 (1813) Архивная копия от 18 апреля 2014 на Wayback Machine, стр. 443—454 и том 3 (1814) Архивная копия от 3 августа 2020 на Wayback Machine, стр. 51—62, 93—106, 244—257, 353—364, сводная таблица с символами химических элементов представлена на стр. 362—363 Архивная копия от 10 июля 2020 на Wayback Machine.