春節讀讀週期表

一言以蔽之:週期表內的元素大多是金部的,金光閃閃最是喜氣。

Genius Key Chain

今天是馬年的開始,來讀讀週期表沾沾喜氣。希望新的一年,老闆可以「薪酬加鎷」(特別選金字旁的鎷,而不是石字旁的碼哦)。

週期表的命名

俄羅斯科學家門得列夫於1869年發表了世界上第一份元素週期表,他依原子量由小到大來排列元素,雖然那時候還沒有原子序的概念,但他把化學性質類似的放在同一族,也留空預測了鎵、鈧、鍺等當時還沒發現的元素,後來都陸續被發現。2019年為了慶祝元素週期表誕生150周年,聯合國還把2019年定為「國際元素週期表年」。

早年元素被發現的時候,科學家可能用自己的國家或是天體來命名,近年來則大多使用科學家的名字來命名元素。後面這幾個元素在自然界常常都沒有,只能以粒子加速器人工合成,因此好幾年才能新發現一個,最新的是第7週期元素的最後一位——原子序118的鿫。所以某種程度上來說,自己的名字被用在新元素命名,比拿到諾貝爾獎是更高的榮譽。(甚至有量子力學的理論說,原子序是有上限的,頂多到172。)

原子序英文名稱中文紀念地名
32Germanium德國
84Polonium波蘭
87Francium法國
113Nihonium日本
63Europium歐洲大陸
95Americium美洲大陸
97Berkelium美國加州柏克萊
98Californium美國加州
原子序英文名稱中文紀念天體
46Palladium智神星
58Cerium穀神星
92Uranium天王星
93Neptunium海王星
94Plutonium冥王星
原子序英文名稱中文紀念科學家
95Curium開創放射性理論的居禮夫婦
99Einsteinium提出相對論的愛因斯坦
101Mendelevium元素週期表之父的門得列夫
102Nobelium發明炸藥和設立諾貝爾獎的諾貝爾
104Rutherfordium提出行星原子核模型的拉塞福
111Roentgenium發現X射線的倫琴
112Copernicium提出日心說的哥白尼

週期表的中文化

週期表的中文化,最早是由清朝科學家徐壽的實現的,在常溫下是氣體的就選气(氣)部的字,在常溫下是液體的就選氵(水)部的字,在常溫下是固體且不是導體的就選石部的字,在常溫下是固體且是導體的就選釒(金)部的字。這套結合部首和發音的翻譯邏輯很棒,便一直沿用至今。

  • 對於本來就有中文字的元素,維持原名,例如金銀銅鐵。
  • 對於常見的元素,用其意義命名,例如氫(最輕的氣體)、氮(最多的氣體雲淡風輕)、氧(呼吸氧氣來養生)、氯(綠色的氣體)。
  • 再其他的元素,用西文第一音節的音譯,例如鋰(Lithium)、鈦(Titanium)。

朱元璋建立明朝後,編撰了《皇明祖訓》來訓誡子孫,其中有一項是子孫的姓名規定。為了避免命名重複,他規定了naming rule,他對每個世系各擬了二十字,作為雙名的第一個字(行輩),而雙名的第二個字則是五行相生(火土金水木)的循環。明朝皇族取名,由於行輩的字已被規定好,另一個字的部首也被五行限制,還要算筆畫來看吉凶,導致命名就得選一些冷僻字,甚至是造新字。平常人家取名造字,這新字是無法流傳於後代的,但皇族的名字會寫在史書上,於是這些新造字就被保留了下來。

直到明朝滅亡,大概傳了十世——火土金水木火土金水木(明朝末代皇帝朱由檢是木字旁的),其中明初和明末因為戰亂所以人口較少,而明朝中期皇族人口繁盛,所以金部的字需求就很高,因此也生出了不少金部的新字。徐壽在命名化學元素時,就參考了《明史》諸王世表一~五,看著這些皇族宗室家譜,挑選了發音相近的,幫週期表上的大部分金屬命名。

週期表的形狀

國中第一次看到週期表的時候,覺得週期表很醜,為什麼不是長方形,而是一張兩側高、中間凹陷下去的表格?甚至下面還有兩條錒系元素、鑭系元素,獨立在大表的外面。

到了高中學化學,就會知道這是因為電子組態的關係,s軌域、p軌域、d軌域、f軌域,分別只能有2、6、10、14顆電子,所以:

  • 第1週期元素(週期表的第一橫排)有2個元素,一左一右。
  • 第2、第3週期元素(週期表的第二、第三橫排)有2+6個元素,2個在左邊、6個在右邊。
  • 第4、第5週期元素(週期表的第四、第五橫排)有2+6+10個元素,2個在左邊、6個在右邊、10個在中間。
  • 第6、第7週期元素(週期表的第六、第七橫排)有2+6+10+14個元素,2個在左邊、6個在右邊、10個在中間、14個寫到下面去(下面橫排得列15個,其中14個是f區元素、1個是本來要寫在原位置的d區元素)。

週期表的口訣

中學在背週期表的時候,真的是很難記得,於是老師和參考書都有許多口訣,例如:

  • 1A族元素(鹼金屬)「鋰鈉鉀銣銫砝」:你那假如設法。
  • 14A族元素(碳族元素)「碳矽鍺錫鉛」:嘆息者西遷。
  • 17A族元素(鹵素元素)「氟氯溴碘砈」:予你爽就好(臺語hōo lí sóng tō hó)。
  • 第一系列過渡金屬「鈧鈦釩鉻錳鐵鈷鎳銅鋅」:看臺灣哥們貼姑娘痛心。

有些老師還會編一段故事,讓這些口訣更流暢:「我在新聞看到臺灣哥們倒貼姑娘,感到很痛心。假如沒有設法改善的話,我很嘆息而想搬遷走,讓你們自己留下來爽就好。」