元素周期表18族元素的名称演变

2015-06-30才磊

中国科技术语 2015年3期

才磊

摘要：简述了元素周期表18族元素的发现历史，以及随着科学技术的发展，对18族元素认识的不断深入，从而其名称发生的演变，并以此为例，提出科技名词的规范和推广中应注意的一些问题。

关键词：元素周期表，18族，惰性气体，稀有气体

中图分类号：N04；O612文献标识码：A文章编号：1673-8578（2015）03-0035-04

Abstract： This paper briefly presents the discovery of group 18 elements in “Periodic Table of Elements”. With the development of science and technology and deeper understanding on these elements， names of group 18 elements have been changed from time to time. Based on this example， we think that some problems should be noticed in the standardization and promotion of the scientific terms .

Keywords： periodic table of elements， group 18， inert gas， rare gas

18世纪法国著名化学家拉瓦锡（A.L. Lavoisier）说过：“统一命名是简化科学研究的唯一方法。”[1]只有使用专业词语才能正确地表达科学思想，只有实现术语规范化才能更好地推动科学技术的发展。

元素周期表中第18列元素氦、氖、氩、氪、氙、氡位于元素周期表的最右边，它是周期表中最晚建立的一个族，却又是曾用名最多的一个族。笔者拟对元素周期表18族元素的名称演变进行梳理，并探讨科技术语的规范与推广过程中应注意的一些问题。

一18族元素的发现及其定名

18族元素名称众多，英文名称有rare gas、noble gas、inert gas、group 0、group 18、groupⅧA、group 8a、helium family，相应地中文名称有稀有气体、贵重气体、贵族气体、贵气体、高贵气体、惰性气体、钝气、0族、18族、ⅧA 族、8a族、氦族等。

氩是第一个被发现的18族元素。1894年，英国物理学家瑞利（L. J. W. Rayleigh）和英国化学家拉姆齐（W. Ramsay）通过化学分析和光谱分析，从大气中发现了它。1895年1月31日，他们在伦敦皇家学会的会议上公开发布了该元素[2]。瑞利把这个气体命名为argon，因为在测定元素性质的时候，发现此气体是完全惰性的。在希腊文中，“a”表示“不”，“ergon”表示“工作”，argon就是“不工作”“懒惰”的意思，这也就是18族元素非系统命名“惰性气体”的由来。1907年，清朝学部审定公布的《化学语汇》将此元素的中文定名为氩[3]，并沿用至今。

氩元素的发现，引起了物理学家和化学家的广泛争论，因为如果该元素是单质分子，则它在当时已经被认可的元素周期表中无处可放。

1968年8月，法国天文学家詹森（P.J.C.Janssen）在印度观测日全食时，发现一条新的黄色谱线，它不存在于地球已发现的元素中。同年，英国天文学家洛克耶（J.N.Lockyer）也在太阳光谱中观测到同样的谱线，他认为此元素只存在于太阳中，并不存在于地球中，并把这种新元素命名为helium，源自于希腊文helios（太阳）。这是第一个在地球以外宇宙中发现的元素。1895年，拉姆齐和他的助手、后来成为英国化学家的特拉弗斯（M. W. Travers）将钇铀矿用酸处理，分离出一种新的气体，经光谱学家克鲁克斯（W. Crookes）鉴定，就是元素氦。这样，氦在地球上被发现了。1907年，清朝学部审定公布的《化学语汇》将此元素的中文定名为氦[3]，并沿用至今。

氦、氩两个新元素的发现，对元素周期表产生了极大的威胁，如果门捷列夫的周期表不能很好地接纳它们，不管此前元素周期表有多么成功的预言，都将面临崩溃。

1894年5月24日，拉姆齐在给瑞利的信中建议在元素周期表中列入一新的元素族，暂时让氦和氩做这一族元素的代表[4]。为验证他的设想，拉姆齐进行了无数次的实验。

1898年5月，拉姆齐和特拉弗斯在液态空气的几乎所有成分都蒸发后留下的残液中发现除氩外，还有一新气体元素，拉姆齐把它叫作krypton，源于希腊文krptos，意思是“隐藏”。1907年，清朝学部审定公布的《化学语汇》将此元素的中文定名为氪[3]，并沿用至今。

1898年6月，拉姆齐和特拉弗斯分流液态空气，用光谱法发现了空气中含有的又一新的气体，拉姆齐建议其英文名为neon，源自希腊语neos，即“新”的意思。1933年，国立编译馆公布的《化学名词原则》将此元素的中文定名为氖[5]，并沿用至今。

1898年7月，借助于新式空气液化设备，拉姆齐和特拉弗斯获得了大量的氪和氖，经过反复液化、挥发，从其中又分离出一种新的气体，拉姆齐建议其英文名为xenon，源自希腊语xenos，即“奇异”之意。1933年，国立编译馆公布的《化学名词原则》将此元素的中文定名为氙[5]，并沿用至今。

1900年，卢瑟福（R.Rutherford）、索第（F.Soddy）、拉姆齐共同合作，发现放射性新元素。1923年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）公布其正式英文名称为radon，因其是从镭射气衍射而来。1937年，教育部对《化学命名原则》进行修订，确立此元素的中文定名为氡[6]，并沿用至今。endprint

1902年，门捷列夫同意把氦、氖、氩、氪、氙、氡单独作为新的一族，放在周期表的最右边，这样每一周期也将增加一个该族的元素[7]。

1904年，拉姆齐成为因发现元素而获得诺贝尔化学奖的第一人。

氦、氖、氩、氪、氙、氡的发现，是近代化学发展史的大事，元素周期表成功地接受了它们，元素周期表经历住了严峻考验而劫后余生，这对元素周期表不但没有丝毫损害，反而使之更加可靠。它们充实和丰富了元素周期表，给我们描绘了一幅元素世界相互联系、相互交织、无比生动活泼的自然图景。

二18族元素的国际系统命名和非系统命名的演变

元素周期表的形式以长式周期表最为通用，关于其族的国际系统命名法，欧洲和美国曾有所不同，因此氦、氖、氩、氪、氙、氡所在的族有0族、ⅧA 族、8a族等多种称谓。1988年，IUPAC在组织专家进行多次讨论的基础上，通过了18族标法的建议，此建议在《纯粹与应用化学》杂志上发表[8]，并引入《无机化学命名法》红皮书1990年版附录[9]，由此该族按照国际系统命名法应称为18族。

氦、氖、氩、氪、氙、氡元素是一类比较特殊的物质，在常温常压下，它们是无色无味的单原子气体。由于一般的化学反应通常只有价电子参与化学键，而这些元素的价电子层已满，具有八隅体的稳定结构，很难形成化学键，也极难得到或失去电子，造成它们性质不活泼，非常稳定，极少进行化学反应，因而视其化合价为0。所以在很长时间内，它们被排斥在元素周期表主、副族以外，称为0族。

1894年氦被发现，至1900年氡被发现，乃至之后半个世纪里，科学家们都没有发现或合成出它们的任何一种物质。由此，18族元素的非系统命名一直被称为noble gas，其源自德语的Edelgas（即贵重、稀有之意），是由雨果·埃德曼（H. W. T. Erdmann）于1898年所定名。“noble”与黄金等的“贵金属”类似，表示它们不易发生化学反应[10]。中文定名惰性气体较为普遍，也有高贵气体、贵重气体、贵族气体、贵气体、钝气等叫法。

1962年，加拿大化学家巴特莱特（N. Bartlett）将氙和六氟化铂在室温下直接反应，生成了第一个真正的含有化学键的18族元素的化合物FXe+[Pt2Fu]-。 [11]随后不久在同年内相继发现了氙的一系列氟化物和氟氧化物。至目前为止，不仅又发现了氪与氡的化合物，而且还发现氙竟然具有+2、+4、+6、+8多种氧化态。这样，0族的帽子不摘自掉。

18族元素的化合物的诞生，打破了人们认为它们“惰性”的看法，从此结束了持续70年之久的“惰性气体”不能形成热力学稳定的化合物的结论。“惰而不惰”，这是客观自然事物的必然辩证发展，惰性气体的称谓显然已不再符合这些元素的内涵。

氦、氖、氩、氪、氙、氡元素在地壳的平均含量分别为：8×10-8g·kg-1， 0.005mg·kg-1， 3.5mg·kg-1，0.1μg·kg-1，约30ng·kg-1， 4×10-16g·kg-1。[12]由此可以看出它们在地球上的含量很少，因此18族元素的非系统命名法由noble gas改为rare gas。1991年，全国科学技术名词审定委员会审定公布的《化学名词》将rare gas确定为稀有气体[13]。

但到目前为止，18族元素的中文名称还是没有完全统一。高教出版社出版的初、高中的《化学》教材中的元素周期表，第18族元素仍被称为0族，不知这是由于教材改动涉及中、高考的学生人数数量巨大，困难重重，还是为了突出讲述18族元素的化合价为0，抑或其他原因，不得而知，但0族的叫法，正如以上所述，已不能正确地反映18族元素的性质，不应再被使用。

不仅如此，在专业的科技文献查询网站如中国知网，惰性气体比稀有气体的使用比例要大得多，查询结果见表1。这表明，不仅在教育界，在学术界内也仍然在广泛使用惰性气体这一术语。

三从18族元素的名称演变看术语的规范与推广

科技术语发展的过程当中，始终受两方面因素的影响：一方面是人们已经习惯的术语；另一方面随着人类知识的不断积累，术语在不断创新。第一种倾向表现在，一些存活几十年或更长时间的术语，尽管它们反映出的认知水平已经大大落后于现代科学的观念，但仍然被广泛地使用，人们并不想或还不知道或不习惯于用新的术语去代替它们。在全国科学技术名词审定委员会审定公布的其他学科，尤其是应用学科的复合术语中也在使用惰性气体这一术语：如“惰性气体防灭火”“钨极惰性气体保护弧焊机”“惰性气体发生装置”等，究其原因，一是惰性气体确实反映了18族元素的特性，即便是现在已经发现了它们的“惰而不惰”，毕竟相对其他元素它们的自身结构也是具有相对惰性的特性，因此其他学科的专家还是习惯沿用惰性气体这一术语。

18族元素的名称，从发现到之后长达一百多年人们对它们不断地探索的过程中，不断地在改变。从中可看出：术语是人类科学知识的语言投射。“惰性气体”这一术语一开始就不是一个原始术语，而是以一个准术语出现，它是随着科学发展而产生的概念的名称，还在化学专业词语中站住了脚，并进入化学术语体系之中，而且被普遍接受，因而具有一定的稳定性。但是其稳定性也在实际运用中阻碍了新的、更准确的术语“稀有气体”的使用。

对于像化学一类的成熟学科，随着科技的进步，其术语也会有一些改变，包括因内涵的改变而术语名称发生变化，或术语名称不变但其内涵发生了改变。如何及时使广大的科技工作者乃至大众了解、使用规范名词，如何让人们了解并接受修改后的概念，以进一步促进科技的发展，是一个非常艰巨的任务。

当前，科学技术以史无前例的速度发展与传播，科技术语的形成周期越来越短，科技术语的数量呈爆炸式增加，不少新术语都是临时或者快速产生的，它们可能会成为永久的术语固定下来，也可能很快消失。如不对其进行规范化和标准化，在信息激增的今天很容易陷入无序泛滥状态。因此，建立怎样的机制即制定怎样的术语政策，从而关注专业术语的发生、发展，进而正确地使用，也是一重要的课题。endprint

惰性气体与稀有气体这两个术语的争夺之战，从另外一方面可以看出，在进行术语规范时也应当注意以下两个问题：

1.由于术语的稳定性与标准化的可行性还取决于使用者的人数和范围的大小，使用者的范围越广，术语的历史越久，克服使用惯性的难度就越大。因此在进行学科术语的修订过程中，除非因科学性错误而使定名必须更改（如上文所述的“惰性气体”改为“稀有气体”），对于没有科学性错误的术语，建议尽量不要重新定名，以免带来更多的混乱。

2.任何科技术语都会带有它诞生年代认识水平的痕迹，随着时代的发展和进步，有些术语亘古久远，有些术语则与时俱逝，走向消亡。对于在新术语产生期出现的一义多词，可酌情不予保留记录，但对于曾经被使用，并具有一段生命周期的术语，应当采取措施，将其保留，否则，在后人研读前人书卷的时候，可能因不知其所以然而遇到较大的困难。

参考文献

[1] 闫沐新，郭玉梅.法国的现代术语学研究[J]. 术语标准化与信息技术，2010（4）：4-5.

[2] Rayleigh L， Ramsay W . Argon， a New Constituent of the Atmosphere[R]. Proceedings of the Royal Society of London， 1894-1895， 57 （1）： 265-287.

[3] 学部审定科. 化学语汇[M].上海：上海商务印书馆， 1908：1-28.

[4] 凌永乐.化学元素的发现[M]. 3版.北京：商务印书馆，2014： 181.

[5] 国立编译馆. 化学命名原则[M].南京：国立编译馆， 1933：2-6.

[6] 化学名词审查委员会会议大事记[J].化学通讯， 1937，19-24.

[7] Scerri E R.什么是门捷列夫？：元素周期表的故事，意义，哲理[M]. 大连理工大学国家基础化学教学基地，译.大连：大连理工大学出版社， 2012： 178.

[8] Fluck E ， New Notations in the Periode Table[J]. Pure & Appl.Chem， 1988， 60：431.

[9] Leigh G J. Nomenclature of Inorganic Chemistry： Recommendations 1990[R]. Blackwell Science， 1990.

[10] Edward R. Noble gases[J]. Science， 1901， 13： 268-270.

[11] Bartlett N. Xenon hexafluoroplatinate （V） Xe+[PtF6]–[J]. Proceedings of the Chemical Society （London： Chemical Society），1962 （6）： 218.