Непростые названия простых элементов, или История о том, почему химики «не любят» букву J
Максимилиус Абаевус
Изучение истории химических названий — чрезвычайно любопытное, а порой и забавное занятие.
Здравствуйте, многоуважаемый журнал «Наука и жизнь»!
В июльском номере 2020 года вашего журнала в разделе «Кунсткамера» на странице 61 я прочитал: «Среди символов химических элементов в таблице Менделеева использованы все латинские буквы, кроaме буквы J. Возможно, у неё всё ещё впереди».
Не являясь знатоком ни латыни, ни химии, обращаю ваше внимание на тот факт, что буква Q тоже не используется в таблице Менделеева. Даже в названиях таких элементов, как медь (Cuprum), цинк (Zincum), мышьяк (Arsenicum), кюрий (Curium) используется не буква Q, а сочетание букв «cu».
С уважением, Ельцов Владимир Вениаминович, Москва.
Изучение истории химических названий — чрезвычайно любопытное, а порой и забавное занятие. Давайте представим на минуту, что пару веков назад физики решили дать названия химическим элементам, а химики — придумать названия физическим законам. Что бы мы теперь учили в школе? Например, это мог быть закон злого духа гор, первое правило громовержца или даже эффект молодой зелёной ветви. Необычно, не правда ли? С химическими элементами получилась бы другая история. Школьникам пришлось бы изучать свойства первого, второго и третьего элемента Берцелиуса, запоминать, что у элемента Муассана самая большая электроотрицательность, а химики шутили бы о вредных свойствах дикавендишия монопристлишеелелавуазьита.
По поводу последнего названия. В 1983 году в одной еженедельной газете, издававшейся в городке Дарэнд, штат Мичиган (США), была опубликована заметка о том, что в городских водопроводных трубах обнаружено чрезвычайно опасное вещество «дигидрогена оксид» (dihydrogen oxide). При попадании в лёгкие оно практически всегда приводило к смерти, а пары этого вещества могут вызывать на коже серьёзные ожоги. Заметка была первоапрельской шуткой, высмеивавшей хемофобов — людей, необоснованно боящихся всего, связанного с химией — даже воды, если её назвать «по-химически». Впоследствии шутку не раз повторяли в разное время и в разных странах. В России за водой закрепилось шуточное название «дигидрогена монооксид» — в молекуле воды (H2O) два атома водорода связаны с одним атомом кислорода. Что до «дикавендишия монопристлишеелелавуазьита», то так могло бы выглядеть «химическое» название воды, если бы элементы были названы в честь их первооткрывателей: Генри Кавендиша (выделил и описал свойства газообразного водорода как отдельного вещества), Джозефа Пристли, Карла Шееле и Антуана Лавуазье, причастных к открытию и изучению свойств кислорода.
Так почему периодическая таблица не превратилась в список аббревиатур имён химиков, геологов и прочих деятелей науки, причастных к открытиям элементов? Есть ли этому логичное объяснение и так ли на самом деле отличаются физики, химики и другие учёные? Попробуем поразмышлять на эту тему, опираясь на известные нам факты из истории науки. А заодно поищем ответ на вопрос о «нелюбви» химиков к символам J и Q.
Начнём с того, что на становление химии как науки в большой степени повлияла алхимия, насквозь пропитанная мистицизмом и эзотерикой. С одной стороны, алхимики подарили своим последователям ряд практических химических методик и накопили много полезной информации о свойствах разных соединений. С другой стороны, всё это знание было ими специально запрятано под густую пелену скрытых символов и потаённых смыслов, чтобы непосвящённые в таинства ненароком не синтезировали философский камень. Уже как наука, а не как философское течение, химия адаптировала под свои нужды часть алхимического знания. Впрочем, до сих пор она воспринимается многими как своего рода «магия».
По мере накопления знаний в любой науке возникает потребность в их систематизации. Одно дело, когда количество изучаемых объектов можно пересчитать на пальцах пусть даже всех четырёх конечностей, и совсем другое — когда их количество исчисляется сотнями, тысячами и растёт с каждым годом. Во второй половине XVIII века были открыты почти два десятка новых химических элементов, названных первооткрывателями в честь древних богов и мифических существ или по их характерным свойствам. Присваивали химическим элементам и названия соответствующих минералов, отдавая предпочтения греческому языку. Что характерно, ни один учёный, открывший новый элемент, не назвал его своим именем или именем другого химика и уж тем более монарха, который правил тогда почти в каждом государстве. Этому негласному правилу химики следовали и весь следующий XIX век. Несмотря на то, что в названиях, например, минералов фамилий химиков, геологов и даже государственных деятелей было хоть отбавляй, до поры до времени названия химических элементов эта «мода» обходила стороной.
К концу XVIII века химики задумались о том, что хорошо было бы им всем говорить на одном химическом языке, чтобы не перепутать ненароком колбы с похожими на вид жидкостями и не лезть в словарь каждый раз, когда коллега из соседнего государства пришлёт пробирку, подписанную как «волчья пена». Идея не слишком революционная, если учесть, что шведский естествоиспытатель Карл Линней уже в 1735 году опубликовал «Систему природы», а французский химик и политик Гитон де Морво изложил свой первый вариант химической номенклатуры лишь в 1782-м. И тут мы практически вплотную подошли к ответу на вопрос об отсутствии некоторых букв среди символов химических элементов.
В 1801 году шотландский химик Томас Томсон, если верить Британской энциклопедии, впервые использовал буквы в качестве символов химических элементов. Практически в это же время английский физик, химик и естествоиспытатель Джон Дальтон начал развивать свою атомистическую теорию, утверждающую, что все вещества состоят из отдельных неделимых очень малых частиц — атомов химических элементов. Попутно в 1808 году Дальтон предложил научной общественности обозначать химические элементы в виде символов — кружочков с определённым рисунком внутри. Похожие символы использовались для обозначения химических веществ ещё алхимиками (в этом Дальтон остался верен традициям), другая их часть представляла собой кружочки с первой буквой английского названия элемента внутри. Например: Z — для цинка (zinc), I — для железа (iron), S — для серебра (silver). Эта система обозначений — самая настоящая переходная форма (как в эволюции живых существ), наследующая ещё архаические алхимические обозначения и одновременно уже имеющая прогрессивные черты в виде букв-символов. Заметим, что таблица символов, предложенная Дальтоном, это ни в коей мере не периодическая таблица — она преследовала лишь задачу удобного и понятного всем отображения химических веществ и их элементного состава. Правда, нашлись те, кому такая идея оказалась не по душе — книгопечатники. Им совсем не хотелось добавлять в уже имеющиеся шрифты уйму новых символов.
Окончательно задачу разработки удобного и понятного написания химических элементов решил великий шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус в 1813 году. Он сделал простую, как сейчас кажется, вещь: все элементы сопоставил с их названиями на латыни, которые потом сократил до одного или двух первых символов. Первый символ всегда писался с большой, а второй, если он присутствовал, — с маленькой буквы. Латынь была в то время, что называется, международным научным стандартом, поэтому не вызывала неприятия у учёных разных стран. С небольшими изменениями символы, которые предложил Берцелиус, используются химиками и по сей день.
Отсутствие буквы J среди элементов объясняется просто. Во-первых, её нет в классическом латинском алфавите, а значит, какое-нибудь общеупотребимое слово на латыни просто не могло начинаться с несуществующей буквы. (Как отдельная буква, J стала оформляться в начале эпохи Возрождения в Европе.) Не стоит забывать, что для написания классических символов химических элементов используется именно латинский алфавит, а не современный английский или немецкий. Аналогично и с буквой Q — она хоть и присутствовала в латыни с древних времён, каких-либо слов или имён, начинавшихся с этой буквы и подходящих в качестве названий для элементов, видимо, не нашлось.
Во-вторых, и это тоже могло бы стать причиной негласной исторической «дискриминации» букв J и Q, на письме обе они очень похожи, соответственно, на I и O. «Хвостик» слева или справа может не пропечататься, стереться. А если буквы написаны ещё и от руки?! Ошибиться в написании слова не так опасно, как перепутать два химических вещества. Забавно, что на раскладке клавиатуры буквы I и J располагаются почти одна под другой, поэтому очень хорошо, что в таблице Менделеева нет элемента J. А вот буква Q в неё всё-таки пробралась.
К началу ХХ века были открыты все химические элементы, которые можно найти в природе, однако в периодической таблице оставалось ещё много места для тяжёлых искусственных элементов. Пустые ячейки в таблице стали заполнять не химики с помощью колб и пробирок, а физики, вооружённые ускорителями. Тогда-то и закончилась «эпоха магических существ» в химических названиях, сдав позиции ядерным физикам и бюрократам из ИЮПАК.
ИЮПАК — это Международный союз теоретической и прикладной химии, образованный в 1911 году. Одна из его задач — стандартизировать номенклатуру химических соединений, в том числе и названия новых элементов. Говоря проще, союз определяет, как в итоге будет называться каждый новый элемент. Потребность в этом возникла, когда открытие элементов стало представлять собой процесс, растянутый на годы, если не на десятилетия, и проходящий одновременно в нескольких лабораториях в разных концах света. Понять, кто же первым получил новый элемент, бывает, действительно, непросто. Так же непросто договориться о том, как его назвать. Одни учёные предлагают одно название, другие — другое, а в итоге ИЮПАК утверждает третье. Дело в том, что, согласно современным правилам, даже первооткрыватели элемента официально не имеют права давать ему название, они могут лишь предложить его на рассмотрение международного комитета.
Для ещё неоткрытых химических элементов используются временные названия, состоящие из первых букв латинского или греческого названия цифр, соответствующих порядковому номеру элементов в таблице. Например, цифре 0 соответствует корень «ниль» и символ «n», цифре 1 — «ун» и символ «u», цифре 2 — корень «би» и символ «b» и т. д. Символ «q» соответствует цифре 4 и корню «квад». Поэтому элемент под порядковым номером 104 будет называться уннильквадий и иметь временный символ Unq; 114-й элемент будет называться унунквадий Uuq, а 124-й — унбиквадий и Ubq. Элементам под номерами 104 и 114 уже присвоили постоянные названия резерфордий и флеровий, а 124-й пока свободен. Поэтому если вас спросят, есть ли в периодической таблице элемент с буквой «q», то пока можете смело отвечать, что это унбиквадий Ubq.
Время от времени ИЮПАК публикует рекомендации к выбору названий. Например, в рекомендациях 2002 года новые химические элементы предлагалось называть в честь мифологического концепта или персонажа, минерала, места или географического региона, учёного или свойства элемента. Помимо этого название должно удовлетворять ещё ряду требований, чтобы максимально всех устроить и никого по возможности не оскорбить. В целом все эти требования строго выполняются, однако, взглянув на периодическую таблицу, можно с лёгкостью определить, какие элементы называли химики, а какие физики. За весь XVIII и XIX век ни Якоб Берцелиус, ни Хэмфри Дэви, ни Карл Мосандер, ни Анри Муассан не «подарили» свои фамилии ни одному открытому ими элементу, тогда как элементы с порядковыми номерами больше 100, открытые в XX и XXI веке, практически все «именные». Физики явно разучились шутить, как это они умели делать в прошлом.
В заключение отметим: у буквы «J» на самом деле был шанс прорваться в периодическую таблицу. Элемент под номером 113 мог получить символ Jp и именоваться японием, по предложению самих же японцев. Однако в ИЮПАК не согласились, и элемент в итоге стал нихонием по одному из названий Японии — Нихон. Как назовут ещё не открытые элементы в современную непростую эпоху, остаётся только гадать. И надеяться, что до переименования уже существующих элементов дело всё-таки не дойдёт.
Читайте в любое время
