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氫氦鋰鈹硼,元素的名字都是怎麼來的?

5個月前,元素周期表上又多了4個新元素,那元素的名字都是怎麼來的?


撰文 Ryan F. Mandelbaum


編譯 徐皓

審校 牛天宇


氫氦鋰鈹硼,元素的名字都是怎麼來的?


日本理化研究所加速器研究中心的森田浩介正在指著元素周期表上由他所在的團隊發現的元素。(圖片來源:Kyodo News via AP)


直到去年年底,周期表上的第113號元素和117號元素還被稱為「ununtrium」(簡稱Uut)和 「ununseptium」(簡稱Uus),這兩個名字看起來一點都不像個元素的正式名,而事實也是如此——這兩個名字來源於拉丁語的113和117,被用來臨時命名這兩個元素,就像父母稱呼我為「家裡年齡第二小的孩子」一樣。但隨著去年12月30日國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)——相當於化學界的政府機構,官方宣布元素周期表中的第113號、第115號、第117號及第118號元素正式存在,這幾個元素的發現者也可以給它們正式命名了。

那麼目前已知的元素都是怎麼命名的呢?筆者根據維基百科的信息,收集了每個元素名字來源,以及它們第一次被發現或第一次被使用的年份和對其性質的描述,並根據名字來源進行分類:




  • 源於神話、神的名字以及宗教人物的名字:比如汞的mercury源於羅馬神話中的使者墨丘利(Mercury),以及鈦的titanium源於希臘神話中的巨神泰坦(Titan)。




  • 源於元素本身的性質:如鎢(tungsten)的名字來自於瑞典語,意味著「沉重的石頭」。




  • 源於地名:如鎇(americium),其命名源自於美洲(Americas)。




  • 源於天體:如鈾(uranium)來自於天王星(Uranus),值得注意的是天王星的名字本身來自於希臘神話中的天神烏拉諾斯(Uranus)。




  • 源於人名:如鐨(fermium)來源於恩里科·費米(Enrico Fermi),他是20世紀最偉大的理論及實驗物理學家之一(有個廣為流傳的段子叫「理論物理學家費紙,實驗物理學家費電,理論實驗物理學家費米」),在量子物理、核物理、粒子物理以及統計力學方面都有著傑出的貢獻。




  • 其餘的元素我把它們歸類於「原始名稱」。這些元素通常在人類歷史上很早就出現了,人們用這些特定的詞語來描述一些有著特定外表或行為的東西,這些原始的名稱就一直沿用了下來,而沒有另外正式命名,這類元素包括銻(antimony),鋁(aluminum)以及錫(tin)等。


我盡量把元素們按照這些規則分類,但是有時也會遇到困難。比如「氦(helium)」的命名源於太陽(sun),因為氦是通過對太陽光進行光譜分析而發現的,所以我把它歸類於「元素本身的性質」而不是「外太空天體」中。


命名的分析


大多數元素的命名都源於它們本身獨特的性質。在114個元素當中,有45個元素的名字來源是受到其自身顏色、硬度、使用方式及發現原因的啟發。但還有很多元素(主要是超重元素)在科學家的不懈努力下才勉強產生,也只能在實驗室存在幾秒或更短的時間,更別提分析它們的性質了,那麼我們豈不是只能把它們都叫做「短命元素」或者「難產元素」?

這顯然是不可能的,所以到現代,科學家必須依賴其他的命名方法。


氫氦鋰鈹硼,元素的名字都是怎麼來的?


圖片來源:washingtonpost.com


那些最古老的元素名稱都可以被歸類於「原始名稱」。但是自從1753年Claude Francois Geoffroy分離出鉍(bismuth)之後,18世紀和19世紀的科學家們幾乎都開始用元素特性來命名他們發現的元素。

從20世紀開始,人們開始逐漸打破這個命名模式,轉向由研究者們按自己的意願為元素取名。從1940年鎿(neptunium)和砹(astatine)的命名之後,由太空和性質命名的元素數量就不再增長。1942年,鉕(promethium)成為了目前為止最後一個由神話命名的元素。自此,之後所有元素的名稱均部分取自於地名,大部分源於人名。


氫氦鋰鈹硼,元素的名字都是怎麼來的?


圖片來源:washingtonpost.com


總結與討論


儘管科學家們習慣於用性質來命名元素,但到後來隨著新發現的元素越來越重,越來越不穩定,實際上並沒有那麼多的性質可以用來命名一個新的元素了。所以你可以預料到,第113號、第115號、第117號和第118號元素的名字也會來自地名或是人名。


IUPAC 把第113號元素的命名權交給了發現它的日本科研小組,這是有史以來第一次由美國和歐洲以外的科學團隊來命名元素。他們很可能會選擇「japonium」(來自Japan)或「nipponium」(來源於日本的日語發音Nippon),或者「rikenium」(來源於發現該元素的日本理化研究所的名稱RIKEN)。但是在著名嚴肅化學期刊《自然·化學》(Nature Chemistry)官方推特賬號組織的投票中,呼聲最高的名字既不是japonium,也不是nipponium,而是「Elementy McElementface」。(這是個梗,3月底,英國人給一艘嚴肅科考船投票命名為「Boaty McBoatface」,幾天以後又將一輛火車命名為「Trainy McTrainface」,隨後這種「Xy McXface」的命名形式就像病毒一樣在網上傳播了開來。)


第115號、第117號及第118號元素的命名則比第113號更難以猜測。這三個元素是來自於俄羅斯杜布納的聯合核研究所和美國加利福尼亞州的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科研團隊共同發現的,其中117號元素的發現還是與其他研究所共同完成的。但所有取自與這兩個研究機構有關的詞都已經被之前的元素使用。例如,釕(Ruthenium)取自於俄羅斯(Russia),釷(dubnium)取自杜布納(Dubna)。而鐒(lawrencium),鉝(livermorium)和鉲(californium)則分別取自Ernst Lawrence(美國著名物理學家,勞倫斯利弗莫爾實驗室以其命名),利弗莫爾實驗室(Livermore)和加利福尼亞州(California)的名字。


由於研究團隊來自俄美兩國,給新元素的命名不可避免會代表俄美之爭,或許會是一個「敏感」的話題,他們可能會將其中一個元素命名為「oganessianium」,取自俄羅斯杜布納實驗室的領導者Yuri Oganessian,而將另一個元素命名為「shaughnessium」,取自於美國勞倫斯利弗莫爾的團隊領導者Dawn Shaughnessy的名字。


至於第三個呢?我們有很多美國和俄羅斯的粒子物理學家的名字可以選擇,但是我認為 「mandelbaumium」 也是一個非常棒的選擇——嗯,就是筆者自己的名字。


本文作者Ryan Mandelbaum是一名美國科學作家,他熱衷於科學、披薩和Guy Fieri(美國作家),喜歡寫關於環境和物理的文章,以及恐怖小說。


原文鏈接:https://www.washingtonpost.com/news/speaking-of-science/wp/2016/04/11/what-will-scientists-name-the-newest-elements-heres-what-we-know/


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