週期表元素命名探趣



文/王宸瑋、程長遠
 


在我們初學化學的時候,老師都會要求我們背週期表,同學們也都使出各種渾身解數來把週期表背下來,例如利用各式各樣的口訣,甚至編寫成神曲洗腦歌,來幫助自己記住元素週期表。

元素週期表為什麼這麼重要呢?自從1986年俄羅斯的化學家門得列夫(Dmitri Medeleev)提出元素依其原子量有循環或週期排列的規律性後,這元素週期表就成為學習化學最重要的工具之一,使元素有了一個合理的分類,成為近代化學理論的基礎。元素週期表也成為人們探索自然真理的一個重要工具,使我們更容易地 掌控化學,元素週期表也成為化學的一個代表圖騰。

這看似簡單的元素週期表,其實藏著許多各式各樣有趣的科學奧秘,而這些奧秘都得從元素的命名上說起。能取得化學元素的命名權,其背後都是一群科學家鍥而不捨、努力不懈所獲得的榮耀。撇開在中學化學課本裡常見的以本身性質來命名的元素之外,在這裡我們來談談週期表裡,其他較為少見元素的命名典故和背後的故事。

在介紹化學元素的命名之前,我們必須了解化學名稱的本質是拉丁語。西方在近代發展出了博物學,為了協調各學門語言,於是將拉丁語做為一切博物學命名的基礎,包括了生物、醫學、解剖、礦物、化學等等一切有大量命名需求的學科。所以我們還是要以元素正式的拉丁文名稱上去了解,中文元素名稱一般是音譯,就當成是一個元素符號來幫助我們記憶和描述即可。

 以國家命名的元素

  在週期表的元素中有29個是以國家、地理位置、城鎮、大學或實驗室來命名,不過能以國家名字來命名的元素其實並不多,那些幸運的元素能獲此殊榮呢?
最近一個用國家來命名的元素就是2016年底國際純化學和應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC)認可的原子序113的化學元素「鉨」(Nihonium),元素符號Nh,就是用日本的羅馬拼音,由發現的日本理化學研究所命名。

最早用國家命名的元素是原子序31的「鎵」(Gallium),元素符號Ga,由法國人德布瓦博德蘭(François Lecoq de Boisbaudran)於1875年用法國的拉丁文「高盧」(Gallia)為這個元素命名。用法國命名的還有一個元素,原子序87的鍅(Francium),元素符號Fr,由法國女性科學家瑪格麗特•佩里(Marguerite Catherine Perey)於1949年用法國(France)來命名。

用國家命名的元素中,最令人感動的就是原子序84的釙(Polonium),元素符號Po,是居里夫人1898年發現這個元素後,為了紀念當時多災多難的祖國波蘭(Polonia,拉丁文)而命名。
其他用國家命名的元素還有原子序32的「鍺」(Germanium),元素符號Ge,由德國人克萊門斯•亞歷山大•溫克勒(Clemens Alexander Winkler)於1885年用德國的拉丁語German來為元素命名。

 以科學家命名的元素

  自己的名字能成為化學元素的名稱,那是何等的光榮。在週期表的元素中,以科學家命名的元素早期並不多見,近期發現的元素則較常以科學家來命名,以紀念這些偉大科學家對人類的特殊貢獻。

最早用科學家命名的化學元素是原子序62的釤(Samarium),元素符號Sm,由法國人德布瓦博德蘭(François Lecoq de Boisbaudran)於1879年以它所分離而來的礦物鈮釔礦命名。此礦物早期命名為一名俄羅斯的礦物學家杉馬爾斯基(Vasili Samarsky-Bykhovets),陰錯陽差的杉馬爾斯基成為以名字命名化學元素的第一人。

原子序64的釓(Gadolinium),元素符號Gd,為紀念對於稀土元素的研究有重要貢獻的芬蘭科學家約翰•加多林(Johan Gadolio)。
原子序96的鋦(Curium),元素符號Cm,就是為了紀念偉大的女性科學家居里夫人(Marie Skłodowska-Curie)
原子序99的鑀(Einsteinium),元素符號Es,就是為了紀念著名的科學家愛因斯坦(Albert Einstein)。
原子序100的鐨(Fermium),元素符號Fm,為了紀念原子彈之父恩里科·費米(Enrico Fermi)。
原子序101的鍆(Mendelevium),元素符號Md,當然就是要紀念這化學週期表之父門得列夫。
原子序102的鍩(Nobelium),元素符號No,就是要紀念大家耳熟能詳的科學家諾貝爾(Alfred Nobel)。
原子序103的鐒(Lawrencium),元素符號Lr,為了紀念發明迴旋加速器的科學家歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯(Ernest Orlando Lawrence)。
原子序104的鑪(Rutherfordium),元素符號Rf,為了紀念在中學化學課本裡經常出現的科學家原子核之父拉塞福(Ernest Rutherford)。
原子序106的𨭎(seaborgium),元素符號Sg,紀念在多個錒系元素的發現中,都做出了重要貢獻的格倫•西奧多•西博格(Glenn Theodore Seaborg)。
原子序107的𨨏(Bohrium),元素符號Bh,紀念對原子結構做出重大貢獻的丹麥物理學家尼爾斯•波耳(Niels Henrik David Bohr)。
原子序109的䥑(Meitnerium),元素符號Mt,紀念奧地利-瑞典原子物理學家莉澤•邁特納(Lise Meitner)。
原子序111的錀(Roentgenium),元素符號Rg。為了紀念1895年發現X射線的德國科學家威廉•倫琴(Wilhelm Conrad Röntgen)。
原子序112的鎶(Copernicium),元素符號Cn,為了紀念著名天文學家尼古拉•哥白尼(Nicolaus Copernicus)。哥白尼所提出的日心說與化學中的原子結構(拉塞福模型)有很多相似之處。
原子序114的鈇(Flerovium),元素符號Fl,為了紀念蘇聯原子物理學家格奧爾基•弗廖羅夫(Georgy Nikolayevich Flyorov)。
原子序118的Oganesson,元素符號Og,中文命名是「气+奧」,以表揚科學家奧加涅相(Khoren Oganesian)對於發現這週期表最重元素的貢獻。

  以星體或神話命名的元素

原子序2的氦(Helium),元素符號He,因為科學家是從太陽光譜中發現氦,所以用希臘的太陽神希利昂斯(Helios)來命名。
原子序22的鈦(Titanium),元素符號Ti,科學家用希臘神話的泰坦為其命名。泰坦在古希臘神話中是統治宇宙的古老神族。
原子序23的釩(Vanadium),元素符號V,科學家用北歐神話中的女神Vanadis命名。
原子序34的硒(Selenium),元素符號Se,取自希臘的月亮女神塞勒涅(Selene),就是月亮的意思。
原子序41的鈮(Niobium),化學符號Nb,科學家用希臘淚水女神尼俄伯(Niobe)為其命名。
原子序52的碲(Tellurium),元素符號Te,科學家用拉丁文的地球(tellus)為其命名。
原子序58的鈰(Cerium),元素符號Ce,以羅馬農事女神Ceres命名。
原子序61的鉕(promethium),元素符號Pm,取自希臘之神普羅米修斯(Prometheus),即希臘神話中那位偷火種助人而被懲罰的神。
原子序73的鉭(Tantalum),元素符號Ta,取自希臘神話中的人物坦塔洛斯(Tantalus),為宙斯的小兒子。
原子序80的汞(Mercury),元素符號Hg,西方人用羅馬神墨丘利(Mercurius)來命名汞,墨丘利是羅馬神話中為眾神傳遞信息的使者。汞的元素符號Hg,則來自人造的拉丁詞hydrargyrum,這個詞的兩個詞根分別表示「水」(Hydro)和「銀」(argyros),和我們常說的水銀有異曲同工之妙。
原子序90的釷(Thorium),元素符號Th,取自北歐神話的雷神索爾(Thor)。
原子序92的鈾(Uranium),元素符號U,科學家以天王星(Uranus)為其命名,就古希臘神話中的烏拉諾斯,因為烏拉諾斯是天空之神,所以中譯為天王星。
原子序93的錼(Neptunium),元素符號Np,科學家以海王星為其命名,就是羅馬神話中的尼普頓(Neptunus),因為尼普頓是海神王,所以中譯為海王星。
原子序94的鈽(Plutonium),元素符號Pu,科學家以冥王星(Pluto)為其命名,就是羅馬神話中的普魯托(Pluto),因為普魯托是冥界之王,所以中譯為冥王星。

其實在元素週期表裡面,存在著許多有趣的科學和神秘的故事,不是那麼容易說的完的,像是大家是不是也發現到了,目前118個化學元素,竟然沒有字母J和Q的元素,也許是因緣巧合,也可能這兩個字母的拉丁文本來就不多見,詳細的原因並不太清楚,可能得請教負責審核元素命名的國際純化學和應用化學聯合會(IUPAC)。最近一次有機會出現J字母的元素是由日本人發現,原子序113的元素。一開始日本科學家是命名為Japanium,元素符號Ja,但是IUPAC並沒有核准這個名稱,而是退而求其次用日本的羅馬拼音Nihonium來為元素命名。

不管如何,依照元素命名慣例,發現該元素的科學家有命名權,畢竟每個元素發現的背後,都是科學家無止盡研究和心血的結晶。目前週期表第一到第七週期元素都已經被發現填滿了,期待有朝一日台灣科學家有幸能發現第八週期的新元素,相信Taiwanium,元素符號Tw,也會被寫上週期表的!

雖然,門得列夫一開始發現週期表的目的,是為了讓自己能夠快速地尋找到他想要的元素,但是發展至今,元素週期表已演變成一張具有重要歷史意義和人文特色的週期性圖表,就像一本百科全書一樣,可以讓人知道從古至今的科學發展歷史,更記錄了許許多多的科學家,窮其一生發現和尋找元素的過程。很多人的科學夢往往就是啟蒙於這張小小的週期表,並由這張週期表衍生出無限的可能 。










王宸瑋
國立鹿港高中學生
程長遠
國立鹿港高中化學科教師