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煉金的化學公式

生活 更新时间:2024-07-06 06:03:27

來源:美麗化學

煉金的化學公式(煉金術時期的化學符号)1

上圖:煉金術時期代表黃金的太陽符号

化學物質的名稱和符号是化學語言的兩個重要組成部分。早期的化學物質命名完全是經驗性的,這就導緻某些物質的名稱與其化學性質之間存在分歧。到了18世紀中葉,化學的快速發展導緻大量新物質的發現,之前陳舊的命名法已經無法滿足化學家的要求。終于在18世紀末拉瓦錫發起了現代化學革命,而革命的一項重要内容就是用建立在物質化學性質上的現代化學命名法取代之前的經驗命名法。

化學符号的使用最早可以追溯到古希臘時期的手稿或者更早的埃及象形文字。專家認為,一小部分化學符号可能是由埃及象形文字演變而成,而另外一些化學符号是從古希臘手稿中的符号和文字縮寫演變而來的。而在17-18世紀歐洲煉金術時期所使用的符号,大部分是由煉金術士創造的:一些符号是反應裝置的圖形化表示,而一些符号是完全随機的幾何圖形。使用化學符号的主要目的是減少文字,提高書稿的閱讀效率,但很多煉金術士認為在化學符号中書稿作者隐藏了将廉價金屬轉變成黃金的奧秘。正是因為煉金術符号的神秘屬性,以及這些符号特别容易引起混淆(很多符号非常類似,而且同一種符号可能代表不同的物質),一些學者在18世紀末建立了新的符号體系。拉瓦錫提出化學符号應該包含物質的化學信息。1808年道爾頓發表的符号體系是一個巨大的進步(見本書第8頁)。道爾頓為每個元素都設計了一個獨特的圓形符号,而化合物的符号則由元素符号組合而成,并包含元素比例信息。但道爾頓的符号和煉金術符号一樣不易書寫和記憶。我們目前使用的現代化學符号系統(如鈉:Na,食鹽:NaCl,水:H2O)要歸功于貝采裡烏斯。雖然貝采裡烏斯并不是第一個使用化學元素首字母作為元素符号的科學家,但1813年前後他首次把這一符号系統應用到當時所知的幾乎所有化學物質。


煉金的化學公式(煉金術時期的化學符号)2

開普勒的五元素。我們熟知的現代元素概念是由拉瓦錫在18世紀末提出的。在此之前,包括“火”、“水”、“氣”、“土” 的四元素說,或者另外包括“以太”在内的五元素說一直是西方學者認識物質世界的主導理論。在1619年出版的《世界的和諧》(Harmonice Mundi)一書中,開普勒又将五元素與柏拉圖多面體聯系在一起。按照開普勒的說法,火是最具有“穿透力”的元素,因此和柏拉圖多面體中最為尖銳的正四面體相對應;以太不同于其它元素,沒有冷、熱、幹、濕的性質,所以和最接近球體的正十二面體相對應。上圖中“火”、“水”、“氣”、“土”漢字旁邊的圖标是各元素對應的符号。【繪圖依據:Kepler, J. Harmonice Mundi (1619)】


煉金的化學公式(煉金術時期的化學符号)3

第一行從左至右:金(Au),銀(Ag),水銀(Hg),銅(Cu),鐵(Fe),鉛(Pb),銻(Sb),硫(S)。

第二行從左至右:鹽酸(HCl),硝酸(HNO3),硫酸(H2SO4),碳酸鈣(CaCO3),碳酸鉀(K2CO3),氨水(NH4OH),乙酸(CH3COOH),乙醇(CH3CH2OH)。

煉金術時期的化學符号。上圖是若弗魯瓦在1718年發表的“化學親和力表格”中所使用的一部分煉金術符号。文藝複興後的煉金術時期,類似的符号被廣泛使用,而若弗魯瓦的親和力表格也促進了煉金術符号流行。若弗魯瓦認為表格中的煉金術符号可以使各種物質之間的化學反應關系一目了然。但是因為煉金術符号的神秘主義色彩以及難于記憶、易于混淆的缺點,煉金術符号的使用在18世紀末受到越來越多學者的抵制。1813年貝采裡烏斯提出現代化學符号系統(貝采裡烏斯符号與現代符号唯一不同之處是:對于表示元素比例的數字,他使用上角标,而現在我們使用下角标)。和煉金術化學符号相比,現代化學符号(上圖漢字下方)不但容易記憶和書寫,而且包含更多信息,比如物質的化學元素組成和比例,以及有機物的基本分子結構。【繪圖依據:Geoffroy, É. F. Mémoirés de l'Academie Royale des Sciences (1718)】

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