才磊

摘要：簡述了元素周期表18族元素的發(fā)現(xiàn)歷史，以及隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對18族元素認識的不斷深入，從而其名稱發(fā)生的演變，并以此為例，提出科技名詞的規(guī)范和推廣中應(yīng)注意的一些問題。

關(guān)鍵詞：元素周期表，18族，惰性氣體，稀有氣體

中圖分類號：N04；O612文獻標識碼：A文章編號：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世紀法國著名化學(xué)家拉瓦錫（A.L. Lavoisier）說過：“統(tǒng)一命名是簡化科學(xué)研究的唯一方法?！盵1]只有使用專業(yè)詞語才能正確地表達科學(xué)思想，只有實現(xiàn)術(shù)語規(guī)范化才能更好地推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

元素周期表中第18列元素氦、氖、氬、氪、氙、氡位于元素周期表的最右邊，它是周期表中最晚建立的一個族，卻又是曾用名最多的一個族。筆者擬對元素周期表18族元素的名稱演變進行梳理，并探討科技術(shù)語的規(guī)范與推廣過程中應(yīng)注意的一些問題。

一18族元素的發(fā)現(xiàn)及其定名

18族元素名稱眾多，英文名稱有rare gas、noble gas、inert gas、group 0、group 18、groupⅧA、group 8a、helium family，相應(yīng)地中文名稱有稀有氣體、貴重氣體、貴族氣體、貴氣體、高貴氣體、惰性氣體、鈍氣、0族、18族、ⅧA 族、8a族、氦族等。

氬是第一個被發(fā)現(xiàn)的18族元素。1894年，英國物理學(xué)家瑞利（L. J. W. Rayleigh）和英國化學(xué)家拉姆齊（W. Ramsay）通過化學(xué)分析和光譜分析，從大氣中發(fā)現(xiàn)了它。1895年1月31日，他們在倫敦皇家學(xué)會的會議上公開發(fā)布了該元素[2]。瑞利把這個氣體命名為argon，因為在測定元素性質(zhì)的時候，發(fā)現(xiàn)此氣體是完全惰性的。在希臘文中，“a”表示“不”，“ergon”表示“工作”，argon就是“不工作”“懶惰”的意思，這也就是18族元素非系統(tǒng)命名“惰性氣體”的由來。1907年，清朝學(xué)部審定公布的《化學(xué)語匯》將此元素的中文定名為氬[3]，并沿用至今。

氬元素的發(fā)現(xiàn)，引起了物理學(xué)家和化學(xué)家的廣泛爭論，因為如果該元素是單質(zhì)分子，則它在當(dāng)時已經(jīng)被認可的元素周期表中無處可放。

1968年8月，法國天文學(xué)家詹森（P.J.C.Janssen）在印度觀測日全食時，發(fā)現(xiàn)一條新的黃色譜線，它不存在于地球已發(fā)現(xiàn)的元素中。同年，英國天文學(xué)家洛克耶（J.N.Lockyer）也在太陽光譜中觀測到同樣的譜線，他認為此元素只存在于太陽中，并不存在于地球中，并把這種新元素命名為helium， 源自于希臘文helios（太陽）。這是第一個在地球以外宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。1895年，拉姆齊和他的助手、后來成為英國化學(xué)家的特拉弗斯（M. W. Travers）將釔鈾礦用酸處理，分離出一種新的氣體，經(jīng)光譜學(xué)家克魯克斯（W. Crookes）鑒定，就是元素氦。這樣，氦在地球上被發(fā)現(xiàn)了。1907年，清朝學(xué)部審定公布的《化學(xué)語匯》將此元素的中文定名為氦[3]，并沿用至今。

氦、氬兩個新元素的發(fā)現(xiàn)，對元素周期表產(chǎn)生了極大的威脅，如果門捷列夫的周期表不能很好地接納它們，不管此前元素周期表有多么成功的預(yù)言，都將面臨崩潰。

1894年5月24日，拉姆齊在給瑞利的信中建議在元素周期表中列入一新的元素族，暫時讓氦和氬做這一族元素的代表[4]。為驗證他的設(shè)想，拉姆齊進行了無數(shù)次的實驗。

1898年5月，拉姆齊和特拉弗斯在液態(tài)空氣的幾乎所有成分都蒸發(fā)后留下的殘液中發(fā)現(xiàn)除氬外，還有一新氣體元素，拉姆齊把它叫作krypton，源于希臘文krptos，意思是“隱藏”。1907年，清朝學(xué)部審定公布的《化學(xué)語匯》將此元素的中文定名為氪[3]，并沿用至今。

1898年6月，拉姆齊和特拉弗斯分流液態(tài)空氣，用光譜法發(fā)現(xiàn)了空氣中含有的又一新的氣體，拉姆齊建議其英文名為neon，源自希臘語neos，即“新”的意思。1933年，國立編譯館公布的《化學(xué)名詞原則》將此元素的中文定名為氖[5]，并沿用至今。

1898年7月，借助于新式空氣液化設(shè)備，拉姆齊和特拉弗斯獲得了大量的氪和氖，經(jīng)過反復(fù)液化、揮發(fā)，從其中又分離出一種新的氣體，拉姆齊建議其英文名為xenon，源自希臘語xenos，即“奇異”之意。1933年，國立編譯館公布的《化學(xué)名詞原則》將此元素的中文定名為氙[5]，并沿用至今。

1900年，盧瑟福（R.Rutherford）、索第（F.Soddy）、拉姆齊共同合作，發(fā)現(xiàn)放射性新元素。1923年，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）公布其正式英文名稱為radon，因其是從鐳射氣衍射而來。1937年，教育部對《化學(xué)命名原則》進行修訂，確立此元素的中文定名為氡[6]，并沿用至今。endprint

1902年，門捷列夫同意把氦、氖、氬、氪、氙、氡單獨作為新的一族，放在周期表的最右邊，這樣每一周期也將增加一個該族的元素[7]。

1904年，拉姆齊成為因發(fā)現(xiàn)元素而獲得諾貝爾化學(xué)獎的第一人。

氦、氖、氬、氪、氙、氡的發(fā)現(xiàn)，是近代化學(xué)發(fā)展史的大事，元素周期表成功地接受了它們，元素周期表經(jīng)歷住了嚴峻考驗而劫后余生，這對元素周期表不但沒有絲毫損害，反而使之更加可靠。它們充實和豐富了元素周期表，給我們描繪了一幅元素世界相互聯(lián)系、相互交織、無比生動活潑的自然圖景。

二18族元素的國際系統(tǒng)命名和非系統(tǒng)命名的演變

元素周期表的形式以長式周期表最為通用，關(guān)于其族的國際系統(tǒng)命名法，歐洲和美國曾有所不同，因此氦、氖、氬、氪、氙、氡所在的族有0族、ⅧA 族、8a族等多種稱謂。1988年，IUPAC在組織專家進行多次討論的基礎(chǔ)上，通過了18族標法的建議，此建議在《純粹與應(yīng)用化學(xué)》雜志上發(fā)表[8]，并引入《無機化學(xué)命名法》紅皮書1990年版附錄[9]，由此該族按照國際系統(tǒng)命名法應(yīng)稱為18族。

氦、氖、氬、氪、氙、氡元素是一類比較特殊的物質(zhì)，在常溫常壓下，它們是無色無味的單原子氣體。由于一般的化學(xué)反應(yīng)通常只有價電子參與化學(xué)鍵，而這些元素的價電子層已滿，具有八隅體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，很難形成化學(xué)鍵，也極難得到或失去電子，造成它們性質(zhì)不活潑，非常穩(wěn)定，極少進行化學(xué)反應(yīng)，因而視其化合價為0。所以在很長時間內(nèi)，它們被排斥在元素周期表主、副族以外，稱為0族。

1894年氦被發(fā)現(xiàn)，至1900年氡被發(fā)現(xiàn)，乃至之后半個世紀里，科學(xué)家們都沒有發(fā)現(xiàn)或合成出它們的任何一種物質(zhì)。由此，18族元素的非系統(tǒng)命名一直被稱為noble gas，其源自德語的Edelgas（即貴重、稀有之意），是由雨果·埃德曼（H. W. T. Erdmann）于1898年所定名?！皀oble”與黃金等的“貴金屬”類似，表示它們不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[10]。中文定名惰性氣體較為普遍，也有高貴氣體、貴重氣體、貴族氣體、貴氣體、鈍氣等叫法。

1962年，加拿大化學(xué)家巴特萊特（N. Bartlett）將氙和六氟化鉑在室溫下直接反應(yīng)，生成了第一個真正的含有化學(xué)鍵的18族元素的化合物FXe+[Pt2Fu]-。 [11]隨后不久在同年內(nèi)相繼發(fā)現(xiàn)了氙的一系列氟化物和氟氧化物。至目前為止，不僅又發(fā)現(xiàn)了氪與氡的化合物，而且還發(fā)現(xiàn)氙竟然具有+2、+4、+6、+8多種氧化態(tài)。這樣，0族的帽子不摘自掉。

18族元素的化合物的誕生，打破了人們認為它們“惰性”的看法，從此結(jié)束了持續(xù)70年之久的“惰性氣體”不能形成熱力學(xué)穩(wěn)定的化合物的結(jié)論。“惰而不惰”，這是客觀自然事物的必然辯證發(fā)展，惰性氣體的稱謂顯然已不再符合這些元素的內(nèi)涵。

氦、氖、氬、氪、氙、氡元素在地殼的平均含量分別為：8×10-8g·kg-1， 0.005mg·kg-1， 3.5mg·kg-1，0.1μg·kg-1， 約30ng·kg-1， 4×10-16g·kg-1。[12]由此可以看出它們在地球上的含量很少，因此18族元素的非系統(tǒng)命名法由noble gas改為rare gas。1991年，全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定公布的《化學(xué)名詞》將rare gas確定為稀有氣體[13]。

但到目前為止，18族元素的中文名稱還是沒有完全統(tǒng)一。高教出版社出版的初、高中的《化學(xué)》教材中的元素周期表，第18族元素仍被稱為0族，不知這是由于教材改動涉及中、高考的學(xué)生人數(shù)數(shù)量巨大，困難重重，還是為了突出講述18族元素的化合價為0，抑或其他原因，不得而知，但0族的叫法，正如以上所述，已不能正確地反映18族元素的性質(zhì)，不應(yīng)再被使用。

不僅如此，在專業(yè)的科技文獻查詢網(wǎng)站如中國知網(wǎng)，惰性氣體比稀有氣體的使用比例要大得多，查詢結(jié)果見表1。這表明，不僅在教育界，在學(xué)術(shù)界內(nèi)也仍然在廣泛使用惰性氣體這一術(shù)語。

三從18族元素的名稱演變看術(shù)語的規(guī)范與推廣

科技術(shù)語發(fā)展的過程當(dāng)中，始終受兩方面因素的影響：一方面是人們已經(jīng)習(xí)慣的術(shù)語；另一方面隨著人類知識的不斷積累，術(shù)語在不斷創(chuàng)新。第一種傾向表現(xiàn)在，一些存活幾十年或更長時間的術(shù)語，盡管它們反映出的認知水平已經(jīng)大大落后于現(xiàn)代科學(xué)的觀念，但仍然被廣泛地使用，人們并不想或還不知道或不習(xí)慣于用新的術(shù)語去代替它們。在全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定公布的其他學(xué)科，尤其是應(yīng)用學(xué)科的復(fù)合術(shù)語中也在使用惰性氣體這一術(shù)語：如“惰性氣體防滅火”“鎢極惰性氣體保護弧焊機”“惰性氣體發(fā)生裝置”等，究其原因，一是惰性氣體確實反映了18族元素的特性，即便是現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了它們的“惰而不惰”，畢竟相對其他元素它們的自身結(jié)構(gòu)也是具有相對惰性的特性，因此其他學(xué)科的專家還是習(xí)慣沿用惰性氣體這一術(shù)語。

18族元素的名稱，從發(fā)現(xiàn)到之后長達一百多年人們對它們不斷地探索的過程中，不斷地在改變。從中可看出：術(shù)語是人類科學(xué)知識的語言投射。“惰性氣體”這一術(shù)語一開始就不是一個原始術(shù)語，而是以一個準術(shù)語出現(xiàn)，它是隨著科學(xué)發(fā)展而產(chǎn)生的概念的名稱，還在化學(xué)專業(yè)詞語中站住了腳， 并進入化學(xué)術(shù)語體系之中，而且被普遍接受，因而具有一定的穩(wěn)定性。但是其穩(wěn)定性也在實際運用中阻礙了新的、更準確的術(shù)語“稀有氣體”的使用。

對于像化學(xué)一類的成熟學(xué)科，隨著科技的進步，其術(shù)語也會有一些改變，包括因內(nèi)涵的改變而術(shù)語名稱發(fā)生變化，或術(shù)語名稱不變但其內(nèi)涵發(fā)生了改變。如何及時使廣大的科技工作者乃至大眾了解、使用規(guī)范名詞，如何讓人們了解并接受修改后的概念，以進一步促進科技的發(fā)展，是一個非常艱巨的任務(wù)。

當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)以史無前例的速度發(fā)展與傳播， 科技術(shù)語的形成周期越來越短， 科技術(shù)語的數(shù)量呈爆炸式增加，不少新術(shù)語都是臨時或者快速產(chǎn)生的， 它們可能會成為永久的術(shù)語固定下來， 也可能很快消失。如不對其進行規(guī)范化和標準化，在信息激增的今天很容易陷入無序泛濫狀態(tài)。因此，建立怎樣的機制即制定怎樣的術(shù)語政策，從而關(guān)注專業(yè)術(shù)語的發(fā)生、發(fā)展，進而正確地使用，也是一重要的課題。endprint

惰性氣體與稀有氣體這兩個術(shù)語的爭奪之戰(zhàn)，從另外一方面可以看出，在進行術(shù)語規(guī)范時也應(yīng)當(dāng)注意以下兩個問題：

1.由于術(shù)語的穩(wěn)定性與標準化的可行性還取決于使用者的人數(shù)和范圍的大小，使用者的范圍越廣，術(shù)語的歷史越久，克服使用慣性的難度就越大。因此在進行學(xué)科術(shù)語的修訂過程中，除非因科學(xué)性錯誤而使定名必須更改（如上文所述的“惰性氣體”改為“稀有氣體”），對于沒有科學(xué)性錯誤的術(shù)語，建議盡量不要重新定名，以免帶來更多的混亂。

2.任何科技術(shù)語都會帶有它誕生年代認識水平的痕跡，隨著時代的發(fā)展和進步，有些術(shù)語亙古久遠，有些術(shù)語則與時俱逝，走向消亡。對于在新術(shù)語產(chǎn)生期出現(xiàn)的一義多詞，可酌情不予保留記錄，但對于曾經(jīng)被使用，并具有一段生命周期的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)采取措施，將其保留，否則，在后人研讀前人書卷的時候，可能因不知其所以然而遇到較大的困難。

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