Historia symboli chemicznych

Najstarsze symbole alchemiczne stosowane w średniowieczu dotyczą siedmiu metali znanych już w starożytności: złota, srebra, miedzi, rtęci, żelaza, ołowiu i cyny. Każdy z nich miał symboliczne powiązanie z odpowiednią planetą i bóstwem. Tarcza słoneczna symbolizowała złoto, Księżyc – srebro, lustro Wenus – miedź, lustro ze znakiem Księżyca symbolizujące Merkurego oznaczało rtęć, tarcza z włócznią Marsa – żelazo, sierp Saturna – ołów, tron Jowisza – cynę. W okresie alchemii stosowano rozmaite symbole dla oznaczania znanych wówczas substancji chemicznych. Szereg symboli można znaleźć w słynnej tablicy powinowactw substancji, którą Etienne Francois Geoffroy przedstawił w 1718r.  Królewskiej Akademii Nauk w Paryżu:

Tablica powinowactw substancji, 1718

W pierwszym wierszu tej tablicy podanych jest szereg symboli znanych wówczas substancji, a w kolumnach pionowych – symbole substancji reagujących z substancją znajdującą się w nagłówku kolumny, w kolejności zmniejszania się powinowactwa, tj. zdolności do reagowania. Podobny sposób oznaczania substancji można również znaleźć w niektórych pracach Lavoisiera (sformułował prawo zachowania masy). W roku 1787 dwaj uczeni francuscy, Jean Henri Hassenfratz i Pierre August Adet, zaproponowali symbolikę pierwiastków oraz związków chemicznych dostosowaną do podanych krótko przedtem poglądów zwalczających teorię flogistonu (LINK do artykułu). Oparta ona była na prostych znakach geometrycznych (Rysunek 2). Tlen jest symbolizowany przez poziomą kreskę, azot – ukośną, natomiast wodór, węgiel, siarka i fosfor – przez łuki o różnych położeniach. Pozostałe pierwiastki oznaczane są za pomocą kółek, do których wpisany jest odpowiedni skrót ich nazwy łacińskiej, kwasy – prostokątów, a alkalia i „ziemie” – trójkątów, do których wpisano literę symbolizującą ich nazwę. System ten, popierany przez czołowych chemików francuskich – Lavoisiera, Bertholleta i Fourcroya, nie przyjął się, gdyż został uznany za niewygodny.

Symbole chemiczne Hassenfratza i Adeta, 1787

Symbolika wprowadzona przez Daltona wiąże się ściśle z podaną przez niego hipotezą atomistyczną: kółka oznaczają atomy pierwiastków, a atomy „złożone” (czyli cząsteczki) przedstawione są odpowiednią liczbą kółek symbolizujących atomy proste. Należy podkreślić, że kółka oznaczały w tej symbolice nie tylko atomy, lecz również ich masy, a więc wór Daltona miał wyrażać także odpowiednie proporcje wagowe między pierwiastkami, ilustrujące prawa stosunków stałych i wielokrotnych.

Berzelius (szwedzki chemik i lekarz żyjący w XIX wieku) stworzył stosowaną do dzisiaj symbolikę atomów i cząsteczek. Pierwsza jego propozycja została podana w pracy pt. „O znakach chemicznych i ich zastosowaniu do wyrażania proporcji chemicznych”, ogłoszonej w roku 1814 w czasopiśmie „Annals of Philosophy”, wydawanym przez T. Thomsona.

c

Atomy pierwiastków oznacza Berzelius za pomocą pierwszej litery ich nazwy łacińskiej, a gdy nazwy kilku pierwiastków zaczynają się na tę samą literę – dodaje się do niej drugą literę nazwy (np. S – sulphur i Si – sillicium). Jeżeli i druga litera nazwy łacińskiej jest taka sama (np. stannum i stibium, manganum i magnesium), wówczas tą dodatkową literą jest kolejna spółgłoska danej nazwy, a więc mamy: Sn i Sb, Mn i Mg. Wzory cząsteczek składają się z symboli tworzących je atomów, przy czym liczba atomów zaznaczana jest za pomocą cyfry umieszczanej początkowo z prawej strony u góry symbolu atomu (np. CaCl2); dopiero później zaczęto podawać liczbę atomów jako prawy dolny indeks przy symbolu pierwiastka (np. CaCl2). Następnie Berzelius skomplikował swoją pierwotną propozycję, zaznaczając atom tlenu w związkach za pomocą kropki, siarki – pionową, a selenu – poziomą kreską, telluru – za pomocą znaku +, umieszczanych przy symbolach odpowiednich pierwiastków. Tak np. CO2 oznaczał jako ZnS jako złożony z dwóch atomów „pojedynczych” pierwiastków, wówczas zaznaczał to przez przekreślenie symbolu pierwiastka; woda miała więc symbol:

h

a tlenek glinu:

ai

Dopiero w następnych latach, na propozycję Liebiga i Poggendorffa, wrócono do wyjściowej koncepcji Berzeliusa. Symbolika ta, prosta dla druku i logiczna, stała się uniwersalnym językiem chemików całego świata.

 

Artykuł jest fragmentem książki pt. „Rozwój podstawowych pojęć chemicznych” autorstwa Rajmunda Sołoniewicza. Publikacja za zgodą właściciela praw autorskich.

Copyright (c) 1986 by Rajmund Sołoniewicz. All rights reserved. Used by permission.