才磊

摘要：簡述了113號、115號、117號、118號元素合成和確認的過程，以及IUPAC關于新元素的命名指南。介紹了113號、115號、117號、118號元素的英文名、符號及其推薦理由，并根據(jù)新元素的中文定名原則，提出了4個新元素中文命名的草案。

關鍵詞：元素周期表，定名，113號元素，115號元素，117號元素，118號元素

中圖分類號：N04；O611文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8578.2016.06.006

Abstract： We briefly describe the synthetic and confirmation process of new elements with atomic numbers 113， 115， 117， 118. Based on the naming guide of introduced in IUPAC， we introduced the symbols and reasons of the four elements， and also suggest Chinese names for the four new elements.

Keywords： periodic table of the elements，naming， atomic numbers 113， 115， 117， 118

2015年12月30日，國際純粹與應用化學聯(lián)合會（International Union of Pure and Applied Chemistry， IUPAC）與國際純粹與應用物理聯(lián)合會（International Union of Pure and Applied Physics， IUPAP）組建的聯(lián)合工作組（joint working party，JWP）確認人工合成了113號、115號、117號和118號4個新元素[1]。至此，元素周期表中第七周期完美填滿。

一113號、115號、117號、118號元素的合成與確認

新元素的合成與確認，必須滿足國際純粹與應用化學聯(lián)合會及國際純粹與應用物理聯(lián)合會（IUPAC/IUPAP）的超鐨工作組（Transfermium Working Group，TWG）1991年制定的標準[2]，大都歷經(jīng)數(shù)年，通過大量的物理和化學實驗，追蹤α衰變鏈，驗證新核素的衰變性質(zhì)和半衰期，并且經(jīng)過其他實驗室的重復和驗證，才有可能得到確認。

2003年8月，俄羅斯杜布納聯(lián)合核子研究所 （Joint Institute for Nuclear Research，JINR）與美國加利福尼亞的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）宣布通過溫熔合反應，利用48Ca轟擊243Am靶核，合成了115號元素（287Uup、288Uup）， 并通過115號元素的衰變得到了113號元素（278Uut）[3]。2004年7月，日本理化學研究所（RIkagakuKENkyusho，RIKEN /Institute of Physical and Chemical Research）通過冷熔合反應，將鋅原子（70Zn）作為炮彈轟擊鉍原子（209Bi），歷時一年，宣布終于合成了113號元素（283Uut）[4]，中國科學家也參與了其中的工作。其后在2007年和2012年8月，他們又兩度合成了113號元素（283Uut、284Uut）[5]。由于日本RIKEN團隊的系列實驗數(shù)據(jù)翔實、準確，2015年12月，被IUPAC/ IUPAP JWP認定為113號元素的發(fā)現(xiàn)者，并獲得113號元素的命名權[1]。而俄羅斯JINR與美國LLNL雖先于日本RIKEN一年宣布合成113號元素，卻因?qū)嶒灁?shù)據(jù)不足，未能獲得最終認定。

2003年，俄羅斯JINR與美國LLNL宣布合成115號元素[3]，但是實驗驗證非常困難，有能力驗證的實驗室寥寥無幾。直至2013年8月，瑞典隆德大學（Lund University）與德國達姆施塔特的重離子研究所（Gesellschaftfür Schwerionenforschung，GSI）組成的國際研究小組宣布重復了美俄團隊的實驗，科學家們采用鈣離子轟擊含有95個質(zhì)子的镅元素，再次合成了115號元素，從而證實了美俄團隊的發(fā)現(xiàn)[6]。2015年12月，IUPAC/ IUPAP JWP認定俄羅斯JINR、美國LLNL 以及美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）為115號元素的發(fā)現(xiàn)者，并獲得115號元素的命名權[1]。

1999年，美國勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL）的研究人員宣布發(fā)現(xiàn)118號元素，并發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）[7]，一年后，因?qū)嶒炇移渌芯咳藛T以及伯克利實驗室無法復制其研究結(jié)果，美國LBNL撤回其論文。2002年6月，美國LBNL實驗室主任宣布，當初的發(fā)現(xiàn)是基于維克多·尼諾夫（Victor Ninov）捏造了實驗數(shù)據(jù)[ 8 ]。

2006年10月， 俄羅斯JINR與美國LLNL的科學家宣布，利用溫熔合反應，使用豐中子雙幻核48Ca為入射離子束加速轟擊98號元素锎（249Cf）靶核，成功地得到了3 個118 號元素（293Uuo）?？茖W家們觀察到了118 號超重元素的原子“衰變鏈”過程，證實了這一新的超重元素的存在[9]。2015年12月，IUPAC/ IUPAP JWP認定俄羅斯JINR、美國LLNL團隊為118號元素的發(fā)現(xiàn)者，并獲得118號元素的命名權[1]。

2010 年4月，以俄羅斯杜布納聯(lián)合核子研究所為首的國際團隊首次宣布利用溫熔合反應，將48Ca轟擊243Bk靶核合成117號元素（293 Uus 和294Uus）[10]。2012年，杜布納團隊宣布再次合成117號元素，且實驗結(jié)果與2010年的實驗數(shù)據(jù)匹配[11]。2014年，由美國ORNL以及德國達姆施塔特重離子物理研究所的亥姆霍茲重離子研究中心（GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research）組建的科學家團隊聲稱使用杜布納聯(lián)合核子研究所實驗用的加速器，合成了2個117號元素，并證實了2010 年的發(fā)現(xiàn)[12 ]。2015年12月，IUPAC/ IUPAP JWP認定俄羅斯JINR、美國LLNL 以及美國ORNL團隊為117號元素的發(fā)現(xiàn)者，并獲得117號元素的命名權[1]。

二113號、115號、117號、118號元素的命名

2016年4月1日IUPAC公布了新版的元素命名指南[13]。2016年版元素命名指南對2002年公布的元素命名指南[14]做了少量修改，其中最重要的變化是：所有新元素的命名，必須反映歷史并保持化學的一致性，即屬于第1～16族（包括f區(qū)元素）的元素以“ium”結(jié)尾；屬于第17族的元素以“ine”結(jié)尾；屬于第18族的元素以“on”結(jié)尾。

2016年版元素命名指南還包括以下主要內(nèi)容：

新元素的命名可從以下幾方面考慮：（1）神話人物（包括天體）；（2）礦物或相似的物質(zhì)；（3）地名或地理區(qū)域名；（4）元素的性質(zhì)或者其他；（5）科學家。

為了避免在文獻中產(chǎn)生混淆， 當一個名稱（或符號）已被用于一個特定的元素，如最終選擇的元素名稱（或符號）與此不同，那么，最初所選的元素名稱（或符號）將不再使用。例如：105號元素曾稱為hahnium，最終定名為dubnium，因此hahnium將不再用于其他元素的命名[14-15]；112號元素的符號曾經(jīng)建議為Cp，但因Cp曾為71號元素cassiopeium（cassiopeium為71號元素的曾稱，現(xiàn)為lutetium）的符號，故未被采納。

最后，以拉丁文命名的新元素，在其他主要語種中，應當有其恰當?shù)姆g名稱。

2016年6月8日，IUPAC經(jīng)過審核后公布了新元素發(fā)現(xiàn)者提出的新元素的命名，供公眾審查與查閱：113 號元素推薦名為nihonium，符號為Nh； 115 號元素推薦名為moscovium，符號為Mc； 117 號元素推薦名為tennessine，符號為Ts；118 號元素推薦名為oganesson，元素符號為Og [16]。

113 號元素的推薦名nihonium源于日本國（簡稱日本）的國名Nihon。日本依照字面的意思就是“太陽升起的地方”，日語中常用にほん（Nihon）或にっぽん（Nippon）。由森田浩介（Kosuke Morita）教授領導的日本RIKEN團隊提出這個命名意在慶祝亞洲國家發(fā)現(xiàn)第一個元素，并向日本科學家小川正孝（Masataka Ogawa）所做的工作表示敬意[1909年，日本化學家小川正孝宣布在方釷石中發(fā)現(xiàn)了門捷列夫根據(jù)元素周期表預言的“類錳”，他用自己的祖國名將其命名為“nipponium”，縮寫是Np，遺憾的是，由于論文中包含的某些錯誤，小川正孝撤回了自己的文章。但是在2004年，東京大學的研究者們證明他當時很有可能分離出了75號元素錸（Re）[17- 18]，而錸是在1925年才被德國化學家諾達克（W. Noddack）發(fā)現(xiàn)的，以萊茵河的名稱Rhein命名為rhenium]。

115 號元素的推薦名moscovium源于莫斯科市的市名Moscow。其命名意在向具有悠久歷史的俄羅斯聯(lián)合核子研究所致敬，發(fā)現(xiàn)115 號、117 號和118 號元素的實驗就是在俄羅斯聯(lián)合核子研究所的杜布納充氣反沖核分離器以及弗廖羅夫核反應實驗室的重離子回旋加速器上進行的。

117 號元素的推薦名tennessine源于美國田納西州的州名Tennessee。其命名意在向為超重元素研究做出貢獻的美國的田納西州團隊致敬。田納西州團隊包括橡樹嶺國家實驗室、范德比爾特大學、田納西大學諾克斯維爾分校的科學家們，他們成功實現(xiàn)了超重元素合成所需的獨特的錒系靶材料的生成和化學分離，來自橡樹嶺的錒系元素材料為9個超重元素的發(fā)現(xiàn)或者認證做出了貢獻。

118 號元素的推薦名oganesson源于人名尤里·奧加涅相（Yuri Oganessian）。其命名意在向俄羅斯核物理學家尤里·奧加涅相教授致敬。尤里·奧加涅相教授是超錒系元素（transactinoid elements）研究的先驅(qū)者，他在超重元素（115號、117號和118 號元素）的發(fā)現(xiàn)、超重核原子核物理以及“穩(wěn)定島”實驗論證方面都取得了杰出成就。

關于113號、115號、117號和118號元素命名的建議， IUPAC設立了5個月的公開審查期。在新元素正式命名之前，可以用新元素的原子序數(shù)來指稱，如118號元素，可采用臨時的系統(tǒng)名稱“ununoctium”，118號元素的符號可采用系統(tǒng)的臨時三個字母組成的符號“Uuo”，而不必考慮元素在元素周期表中的位置[19-20]。依此而論，113號、115號、117號、118號元素的臨時命名分別為：ununtrium、ununpentium、ununseptium、ununoctium，符號分別為：Uut、Uup、Uus、Uuo。

2016年11月30日，IUPAC正式公布113 號元素、115號元素、117號元素、118號元素的命名及符號分別為：nihonium，Nh；moscovium，Mc；tennessine，Ts；oganesson， Og[21]。自2016年6月8日IUPAC向社會公布推薦名以來，社會反響非常熱烈，甚至有高中生撰寫文章，非常自豪地參與新元素命名的討論。IUPAC除了收到很多同意的信函以外，也收到了其他命名的提議，但鑒于只有發(fā)現(xiàn)者才擁有命名權，因而其他命名提議將不會被接受或采納。另外，也收到了關于命名在翻譯成其他語言的發(fā)音問題?；瘜W界的專家提出117號元素的符號Ts，同樣也是常用的甲苯磺?；惢衔锏目s寫，擔心會產(chǎn)生混淆?？紤]到在化學中兩個字母的縮寫代表多種含義比較常見，例如Ac（交流電，alternating current；活性炭，activated charcoal；自動控制，automatic control；自適應控制，adaptive control和Pr（公共關系，public relations；性能要求，performance requirement），而且在使用符號的時候，文章上下文里也會出現(xiàn)名稱，因此不會引起歧義。

三113號、115號、117號、118號元素的中文定名建議

元素的符號是國際通用的，元素的命名由于語種的不同，會有較大的差異。中國元素的用字中，金、銀、銅、鐵、錫、硫、鉛等在我國古代文獻中如：《漢書·食貨志》《說文解字》《神農(nóng)本草經(jīng)》等都有記載，它們的字形結(jié)構(gòu)成為以后新元素名稱的造字依據(jù)。如：金屬元素名稱用金為形旁， 非金屬元素名稱以石為形旁[22]。

元素名稱的漢譯，自晚清開始譯入到基本統(tǒng)一經(jīng)歷了半個多世紀的時間。從1932年國民政府教育部和國立編譯館頒布《化學命名原則》公布元素的規(guī)范中文名稱， 使爭執(zhí)未決的化學命名得以解決以來，正式公布過11次，其間經(jīng)歷了80多年的使用，形成了元素獨特的中文定名原則：采用漢字的義音合成模式，金屬元素名稱用“金”為義符，非金屬元素的單質(zhì)在常溫下為固、液、氣態(tài)的分別以“石”“三點水”和“氣字頭”為義符，以元素西文的第一個音節(jié)的讀音或第二個音節(jié)的讀音為聲符，采用“左形右聲”的左右結(jié)構(gòu)的形聲字作為元素用字。

由于113號、115號元素都具有金屬屬性，因此，其中文名稱的左邊確定用“钅”字旁來表示其金屬屬性。

113 號元素的命名為nihonium，按照仿造西方讀音造字的原則，選取nihonium的第一個音節(jié)或第二個音節(jié)的譯音，應為ni或者hong音的漢字，經(jīng)過斟酌、遴選，“鈮”“钅逆”“钅匿”“钅兒”“钅厷”“钅宏”“钅共”可作為備選用字。由于113號元素是日本國第一個發(fā)現(xiàn)的，其英文定名也是源于日本國名，因此從意譯的角度考慮，“钅日”也可以作為備選用字。

“鈮”已經(jīng)作為41號元素的中文名稱，所以不可再用。

逆、匿、兒均是構(gòu)字相對簡單、與“尼”音相同的漢字， 與“钅”字邊合成后分別為：“钅逆”“钅匿”“钅兒”。遵照元素定名“能不造字就不造字，盡量選用已有的字”的原則，筆者認為它們不僅構(gòu)字較為復雜，不利于書寫，而且不存在其繁體字，若選用，將來還要在計算機的字庫中加字，不便于今后的推廣及運用。因此建議舍棄。

“钅日”未收錄在《現(xiàn)代漢語詞典》中，其繁體字“鈤”（讀音rì）在康熙字典上查無此字，但“鈤”曾是中國化學家造出來作為32號元素germanium（鍺）以及88號元素radium（鐳）的譯名。若選“鈤”作為113元素的中文名稱，首先其發(fā)音違背了仿造西方讀音造字的原則，其次還要將鈤進行類推簡化，成為簡化字“钅日”，如若選用“钅日”，將來還要在計算機的字庫中加字，因此不便于今后的推廣及運用。另外，歷史上以國家名稱命名的元素，除了113號元素，還有7個元素：copper（銅，29號元素），來源于塞浦路斯的國名Cyprus；gallium（鎵，31號元素）來源于法國古名Gallia；germanium（鍺，32號元素）來源于德國的國名German；ruthenium（釕，44號元素）來源于俄國國名Russia的拉丁文Ruthenia； polonium（釙，84號元素）來源于波蘭的國名Poland；francium（鈁，87號元素）來源于法蘭西的國名France的拉丁文Francia；americium（镅，95號元素）來源于美國的國名American。這7個元素的中文定名除“銅”是中國早已有的漢字外，其余元素的中文定名的右半邊大都是由其拉丁文定名的第一個音節(jié)的讀音而造的字，并沒有按照其國名加金屬旁的方法去造字。因此，筆者認為選“钅日”作為113號元素的中文名稱不是最佳選擇。

“钅共”，《現(xiàn)代漢語詞典》中解釋為：〈書〉弩弓上射箭的裝置，繁體字為“鉷”?！般p”在《漢語大字典》的解釋如下：《廣韻》戶公切，平東匣。弩上鉤弦發(fā)矢的部件。《玉篇·金部》：鉷，弩牙也?！都崱|韻》：鉷，《埤倉》：弩牙，辟致也?！邦墓病彪m然收錄在《現(xiàn)代漢語詞典》中，但由于此字并不常用，其右邊的“共”字，很容易讓讀者錯認為其發(fā)音為gong，因此建議舍棄。

“钅宏”在《現(xiàn)代漢語詞典》中解釋為：<書>聲音洪大。其繁體字鋐在《漢語大字典》的解釋如下：《玉篇》戶萌切。①器?！队衿そ鸩俊罚轰f，器也。②宏大。《正字通·金部》：鋐，俗鈜字。清金之俊《遊洞庭西山記》：有扣之若鐘鼓，其聲鋐以逺者。

“钅厷”，《現(xiàn)代漢語詞典》中解釋為：形容金屬撞擊的聲音，繁體字為“鈜”?！扳v”在《漢語大字典》的解釋如下：《廣韻》戶萌切，平耕匣?！茬H鈜〕也作“鏘鈜”“鏗鈜”金屬聲?！稄V韻·耕韻》：鈜，金聲?！都崱じ崱罚衡v，鏗鈜，鐘鼓聲?；驈目凇Ｋ呜吨纹蕉昴辖脊拇蹈枨なr》：壁珪蔥燦，金石鏗鈜。

筆者建議以“钅宏”作為113號元素的中文名稱，原因如下：（1）按照1932年中華民國教育部公布的《化學命名原則》：“元素定名用字，以諧聲為主，會意次之。但應設法避免同音字?！薄邦暮辍迸c目前已有元素的發(fā)音都不同，所以避免了同音字。（2）“钅宏”字的右邊為“宏”，“宏”為廣大群眾所熟知，選“钅宏”易認易讀。（3）“钅宏”與“鋐”繁簡幾乎無差別，利于海峽兩岸和漢語文化圈科技名詞的統(tǒng)一。

115號元素的命名為moscovium，按照仿造西方讀音造字的原則，Moscow中文譯為“莫斯科”，因此對115號元素的中文名稱可有以下三種選擇：“鏌”“钅斯”钅科”。其中“钅斯”與“钅科”都是左中右結(jié)構(gòu)，不便于書寫，建議舍棄。

“鏌”在《漢語大字典》的解釋如下：《說文》：鏌，鏌釾也。從金，莫聲?！稄V韻》幕各切，入鐸明。鐸部。“鏌釾”也作“鏌邪”“鏌鋣”“鏌鎁”。大戟，又寶劍名。《說文·金部》：鏌，鏌釾也?！队衿そ鸩俊罚烘煟熲X，劒名。單用義同。《增補五方元音·駝韻》：鏌，剣名。

“鏌”詞素較為簡單，易于書寫，易于認讀，繁簡體幾乎無差別，也利于兩岸的用字統(tǒng)一。因此筆者建議115號元素的中文名稱為“鏌”。

117 號元素的命名為tennessine，具有非金屬屬性，根據(jù)元素的定名原則，采用“石”字旁表示具有非金屬固體或類似非金屬固體的屬性。Tennessee的中文譯名為“田納西”，按照仿造西方讀音造字的原則，對115號元素的中文名稱可有以下三種選擇：“石田”“石那”“硒”。

“硒”已經(jīng)作為34號元素的中文名稱，所以不可再用?！笆恰睘樽笾杏医Y(jié)構(gòu)，不便于書寫，因此舍棄。

“石田”雖為新造字，但筆畫適中，字形美觀，結(jié)構(gòu)簡明，書寫方便，按照左形右聲的讀音習慣，也非常易認易讀，并且繁簡體可同為一字，不再有簡繁之分，有利于兩岸定名一致。因此筆者建議117號元素的中文名稱為“石田”。

118號元素的命名為oganesson，它是人類已合成的最重的元素，也是人類合成的第一個人造稀有氣體。元素周期表中除了18族稀有氣體采用“氣”字邊外，還有氫、氮、氧、氟、氯。其中氫、氮、氧、氯采用了會意法造字，其名稱會意分別來源于其內(nèi)涵：最輕的氣體、沖淡空氣中氧氣含量的氣體、滋養(yǎng)的氣體、綠色的氣體。而氟以及18族稀有氣體的氦、氖、氬、氪、氙、氡均采用了諧音法造字。

根據(jù)元素的命名原則，118號元素的中文名稱需用“氣”字頭來表示其氣體屬性。按照仿造西方讀音造字的原則，oganesson的中文譯名為“奧加涅相”，對118號元素的中文名稱可有以下四種選擇：“”“”“”“”。

“”“”書寫較為復雜，建議舍棄?！啊薄啊钡臅鴮?、認讀的難度類似，但縱觀稀有氣體的中文命名，大多按照習慣用第一個音節(jié)來諧音，18族稀有氣體中只有“氡”例外：當初給86號元素radon定中文名稱時，也有學者提過按照西文第一音節(jié)，創(chuàng)造“”作為譯名，但最終因“有使初學者誤會其與radium（88號元素鐳）為一物之可能，且發(fā)音相同，無從區(qū)別”[23]而最終被棄用。綜上所述，筆者建議以“”作為118元素的中文名稱。

雖然“石田”“”都屬于新造字，但由于漢字屬于表意文字的詞素音節(jié)文字，不像印歐語系的各國之間那樣，在引進科技名詞時可采用字符轉(zhuǎn)寫的方式。要從氣部、石部、金部尋找一個聲符與上述幾個義符匹配成形聲字，而又不與其他常用字重復是很困難的。元素的中文名稱要準確、唯一和便利使用，完全不造字是難以做到的，何況，新的元素發(fā)現(xiàn)的周期比之一般詞匯增長的周期要長，因此并不會妨礙漢字規(guī)范，所以在選字未果的情況下，新造字是必要的[24]。

選擇“钅宏”“鏌”“石田”“”作為113號、115號、117號、118號元素的中文名稱還有以下理由：

1.“钅宏”“鏌”“石田”“”的發(fā)音與目前已有的元素的發(fā)音都不相同，所以避免了同音字的出現(xiàn)。

2.根據(jù)“能不造字就不造字，盡量選用已有的字”的原則，“钅宏”“鏌”為選用的已有漢字，便于今后推廣使用。

3. “钅宏”“鏌”“石田”“”便于讀音。按照左形右聲的讀音習慣，“钅厷”“鏌”“石田”“”的右邊，“宏”為陽平（第二聲）（hóng）、“莫”為去聲（第四聲）（mò）、“田”為陽平（第二聲）（tián）、“奧”為去聲（第四聲）（ào），不僅非常易認易讀，還可避免多音字。

4. “钅宏”“鏌”“石田”“” 不僅可充分發(fā)揮漢字形聲的特點，還可區(qū)別于日常生活用字。

5. “钅宏”“鏌”“石田”“”便于書寫。金屬邊“钅”、石字邊“石”、氣字邊“氣”以及“宏”“莫”“田”“奧”都是日常經(jīng)常用到的偏旁部首和常用字，因此兩者并列書寫起來并不是很困難。

6.“钅宏”“鏌”“石田”“”為單個漢字，有利于今后化合物的命名。

7.“钅宏”“鏌”“石田”“”繁簡體幾乎無差別，利于海峽兩岸和漢語文化圈科技名詞的統(tǒng)一。

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