淺談化學符號系統的演變

錢榮

據文獻記載，人類研究過的化學物質已經超過3000萬種，物質之間的化學反應更是數不勝數.隨著化學科學的發展，為表示這些物質的組成、結構以及彼此發生的化學反應，逐步形成了一整套化學符號系統，這是化學最顯著的學科特點，沒有一個學科可以比擬.在中學化學里，這套符號系統被稱為化學用語，化學用語的掌握需不斷強化記憶，因此化學課常被稱為“第二外語”，其實化學的這種書面語言有著嚴密的、內在的邏輯關系，與外語畢竟是兩碼事，只要教學得法，不僅不會成為化學學習的攔路虎，反而能夠促進學生科學思維的發展，提高科學素養.

一、元素符號是化學符號系統的起點

原子是化學變化中的最小微粒，元素是質子數（即核電荷數）相同的一類原子的總稱，元素符號是化學符號系統的起點.

近代化學的奠基人道爾頓在提出原子論后曾用一些圓的幾何圖形表示當時已知的化學元素，如氫⊙、氧○、氮○| 等，與現在初中化學中的微觀示意圖相仿.1813年，瑞典化學家貝采利烏斯第一次發表了他的元素符號，他是采用每種元素的拉丁文名稱的開頭字母作為化學元素符號的，這一原則一直沿用至今，他還規定元素符號在宏觀上表示一種元素，在微觀上則可表示該元素的一個原子.所以貝采利烏斯是把元素的“圖示”演變為“符號”的第一人，這種演變是一種創舉并很快被各國所接受，對化學的發展和傳承發揮了重要作用.

以元素符號為起點的化學符號系統可分為兩個子系統，一是表示物質的符號，另一個是表示化學變化的符號.

二、表示物質的符號系統

1.元素符號

元素符號可以直接表示大多數元素的單質，例如所有的金屬單質，稀有氣體以及固態非金屬單質如硫、磷等，用元素符號直接表示固態非金屬單質是一種簡化，并不代表他們的分子組成，如硫分子為S8，白磷分子為P4.

20世紀初，人們發現了原子的內部結構并發現了同位素的存在，為了區別同一元素的不同核素，對元素符號進行“充實”后得到核素符號，寫做AZX，其中X-元素符號，A-質量數，Z-核電荷數，由核素符號可計算中子數N=A-Z.又因為同種元素的核電荷數是相同的，通常又可簡寫為AX，如12C、235U等，讀作碳12、鈾235.

在元素符號的右上角注明電荷的種類及數目即得離子符號，離子符號可表示某一種離子，也表示一個離子，對復雜離子還能表示其構成，如SO2-4離子由一個硫原子、4個氧原子構成并帶有2個負電荷.

2.原子結構示意圖和電子排布式

為表示原子的內部結構，在初中化學里引入原子結構示意圖，如硫的原子結構示意圖為，又因此種示意圖不能表示亞層排布，到高中階段又出現了電子排布式，硫的電子排布式為1s22s22p63s23p4，為書寫方便，用稀有氣體的元素符號代替相應的內層電子可簡化為[Ne]3s23p4.排布式與示意圖相比，不僅表達的內容深刻了，而且表達的方法也由具體的圖[JP3]示變為抽象的符號，這與中學生的思維方式的進步是相適應的.[JP]

示意圖與排布式同樣適用于表示離子的結構.[HJ1.1mm]

3.化學式

化學式是用元素符號表示物質組成的式子，大部分物質由分子構成，其化學式又稱分子式，分子式既代表一種物質，又代表該物質的一個分子，還能表示分子的構成，如水的分子式為H2O，表明1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成.在貝采利烏斯的年代，水的化學式寫成H2O，到電離學說確立后，分子中的原子個數才讓位給離子的電荷下移到右下角的位置.由離子構成的物質不存在單個分子，化學式不能稱為分子式.分子式中各原子的個數如存在公約數時可化簡為最簡式，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、葡萄糖（C6H12O6）的最簡式都是CH2O，所以化簡后得到的最簡式不能代表物質，只有測定該物質的相對分子質量后才能求得分子式.

4.電子式

化學式表示物質組成，而電子式則進一步表示物質的微粒是怎樣結合的.化學反應的實質是價電子的運動狀態發生改變，內層電子在反應中基本沒有變化，為突出反應的實質，體現元素的性質，可略去內層電子，用表示價電子的小黑點（或其他記號）點在元素符號的周圍即得電子式，因陽離子的最外層電子已失去，所以其電子式就是它的離子符號，陰離子的電子式則需標注最外層電子并用括號括起來.如過氧化鈉的電子式為Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+，由電子式可知Na2O2由Na+和O2-2通過離子鍵結合而成，O2-2中的兩個氧原子又是共價結合.電子式不僅表示了粒子的結合方式（化學鍵）又表示出結合順序，因此當含有多個相同粒子時不得合并，如上式中的兩個Na+和O2-2中的兩個氧原子都不能合并.

5.結構式

當用電子式表示較復雜的物質時常會使人眼花繚亂，書寫時也很麻煩，所以又簡化出結構式.結構式與電子式有兩點區別，一是把成鍵電子對改為短線，二是略去未成鍵電子，如N2的電子式為∶NN∶

據文獻記載，人類研究過的化學物質已經超過3000萬種，物質之間的化學反應更是數不勝數.隨著化學科學的發展，為表示這些物質的組成、結構以及彼此發生的化學反應，逐步形成了一整套化學符號系統，這是化學最顯著的學科特點，沒有一個學科可以比擬.在中學化學里，這套符號系統被稱為化學用語，化學用語的掌握需不斷強化記憶，因此化學課常被稱為“第二外語”，其實化學的這種書面語言有著嚴密的、內在的邏輯關系，與外語畢竟是兩碼事，只要教學得法，不僅不會成為化學學習的攔路虎，反而能夠促進學生科學思維的發展，提高科學素養.

一、元素符號是化學符號系統的起點

原子是化學變化中的最小微粒，元素是質子數（即核電荷數）相同的一類原子的總稱，元素符號是化學符號系統的起點.

近代化學的奠基人道爾頓在提出原子論后曾用一些圓的幾何圖形表示當時已知的化學元素，如氫⊙、氧○、氮○| 等，與現在初中化學中的微觀示意圖相仿.1813年，瑞典化學家貝采利烏斯第一次發表了他的元素符號，他是采用每種元素的拉丁文名稱的開頭字母作為化學元素符號的，這一原則一直沿用至今，他還規定元素符號在宏觀上表示一種元素，在微觀上則可表示該元素的一個原子.所以貝采利烏斯是把元素的“圖示”演變為“符號”的第一人，這種演變是一種創舉并很快被各國所接受，對化學的發展和傳承發揮了重要作用.

以元素符號為起點的化學符號系統可分為兩個子系統，一是表示物質的符號，另一個是表示化學變化的符號.

二、表示物質的符號系統

1.元素符號

元素符號可以直接表示大多數元素的單質，例如所有的金屬單質，稀有氣體以及固態非金屬單質如硫、磷等，用元素符號直接表示固態非金屬單質是一種簡化，并不代表他們的分子組成，如硫分子為S8，白磷分子為P4.

20世紀初，人們發現了原子的內部結構并發現了同位素的存在，為了區別同一元素的不同核素，對元素符號進行“充實”后得到核素符號，寫做AZX，其中X-元素符號，A-質量數，Z-核電荷數，由核素符號可計算中子數N=A-Z.又因為同種元素的核電荷數是相同的，通常又可簡寫為AX，如12C、235U等，讀作碳12、鈾235.

在元素符號的右上角注明電荷的種類及數目即得離子符號，離子符號可表示某一種離子，也表示一個離子，對復雜離子還能表示其構成，如SO2-4離子由一個硫原子、4個氧原子構成并帶有2個負電荷.

2.原子結構示意圖和電子排布式

為表示原子的內部結構，在初中化學里引入原子結構示意圖，如硫的原子結構示意圖為，又因此種示意圖不能表示亞層排布，到高中階段又出現了電子排布式，硫的電子排布式為1s22s22p63s23p4，為書寫方便，用稀有氣體的元素符號代替相應的內層電子可簡化為[Ne]3s23p4.排布式與示意圖相比，不僅表達的內容深刻了，而且表達的方法也由具體的圖[JP3]示變為抽象的符號，這與中學生的思維方式的進步是相適應的.[JP]

示意圖與排布式同樣適用于表示離子的結構.[HJ1.1mm]

3.化學式

化學式是用元素符號表示物質組成的式子，大部分物質由分子構成，其化學式又稱分子式，分子式既代表一種物質，又代表該物質的一個分子，還能表示分子的構成，如水的分子式為H2O，表明1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成.在貝采利烏斯的年代，水的化學式寫成H2O，到電離學說確立后，分子中的原子個數才讓位給離子的電荷下移到右下角的位置.由離子構成的物質不存在單個分子，化學式不能稱為分子式.分子式中各原子的個數如存在公約數時可化簡為最簡式，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、葡萄糖（C6H12O6）的最簡式都是CH2O，所以化簡后得到的最簡式不能代表物質，只有測定該物質的相對分子質量后才能求得分子式.

4.電子式

化學式表示物質組成，而電子式則進一步表示物質的微粒是怎樣結合的.化學反應的實質是價電子的運動狀態發生改變，內層電子在反應中基本沒有變化，為突出反應的實質，體現元素的性質，可略去內層電子，用表示價電子的小黑點（或其他記號）點在元素符號的周圍即得電子式，因陽離子的最外層電子已失去，所以其電子式就是它的離子符號，陰離子的電子式則需標注最外層電子并用括號括起來.如過氧化鈉的電子式為Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+，由電子式可知Na2O2由Na+和O2-2通過離子鍵結合而成，O2-2中的兩個氧原子又是共價結合.電子式不僅表示了粒子的結合方式（化學鍵）又表示出結合順序，因此當含有多個相同粒子時不得合并，如上式中的兩個Na+和O2-2中的兩個氧原子都不能合并.

5.結構式

當用電子式表示較復雜的物質時常會使人眼花繚亂，書寫時也很麻煩，所以又簡化出結構式.結構式與電子式有兩點區別，一是把成鍵電子對改為短線，二是略去未成鍵電子，如N2的電子式為∶NN∶

據文獻記載，人類研究過的化學物質已經超過3000萬種，物質之間的化學反應更是數不勝數.隨著化學科學的發展，為表示這些物質的組成、結構以及彼此發生的化學反應，逐步形成了一整套化學符號系統，這是化學最顯著的學科特點，沒有一個學科可以比擬.在中學化學里，這套符號系統被稱為化學用語，化學用語的掌握需不斷強化記憶，因此化學課常被稱為“第二外語”，其實化學的這種書面語言有著嚴密的、內在的邏輯關系，與外語畢竟是兩碼事，只要教學得法，不僅不會成為化學學習的攔路虎，反而能夠促進學生科學思維的發展，提高科學素養.

一、元素符號是化學符號系統的起點

原子是化學變化中的最小微粒，元素是質子數（即核電荷數）相同的一類原子的總稱，元素符號是化學符號系統的起點.

近代化學的奠基人道爾頓在提出原子論后曾用一些圓的幾何圖形表示當時已知的化學元素，如氫⊙、氧○、氮○| 等，與現在初中化學中的微觀示意圖相仿.1813年，瑞典化學家貝采利烏斯第一次發表了他的元素符號，他是采用每種元素的拉丁文名稱的開頭字母作為化學元素符號的，這一原則一直沿用至今，他還規定元素符號在宏觀上表示一種元素，在微觀上則可表示該元素的一個原子.所以貝采利烏斯是把元素的“圖示”演變為“符號”的第一人，這種演變是一種創舉并很快被各國所接受，對化學的發展和傳承發揮了重要作用.

以元素符號為起點的化學符號系統可分為兩個子系統，一是表示物質的符號，另一個是表示化學變化的符號.

二、表示物質的符號系統

1.元素符號

元素符號可以直接表示大多數元素的單質，例如所有的金屬單質，稀有氣體以及固態非金屬單質如硫、磷等，用元素符號直接表示固態非金屬單質是一種簡化，并不代表他們的分子組成，如硫分子為S8，白磷分子為P4.

20世紀初，人們發現了原子的內部結構并發現了同位素的存在，為了區別同一元素的不同核素，對元素符號進行“充實”后得到核素符號，寫做AZX，其中X-元素符號，A-質量數，Z-核電荷數，由核素符號可計算中子數N=A-Z.又因為同種元素的核電荷數是相同的，通常又可簡寫為AX，如12C、235U等，讀作碳12、鈾235.

在元素符號的右上角注明電荷的種類及數目即得離子符號，離子符號可表示某一種離子，也表示一個離子，對復雜離子還能表示其構成，如SO2-4離子由一個硫原子、4個氧原子構成并帶有2個負電荷.

2.原子結構示意圖和電子排布式

為表示原子的內部結構，在初中化學里引入原子結構示意圖，如硫的原子結構示意圖為，又因此種示意圖不能表示亞層排布，到高中階段又出現了電子排布式，硫的電子排布式為1s22s22p63s23p4，為書寫方便，用稀有氣體的元素符號代替相應的內層電子可簡化為[Ne]3s23p4.排布式與示意圖相比，不僅表達的內容深刻了，而且表達的方法也由具體的圖[JP3]示變為抽象的符號，這與中學生的思維方式的進步是相適應的.[JP]

示意圖與排布式同樣適用于表示離子的結構.[HJ1.1mm]

3.化學式

化學式是用元素符號表示物質組成的式子，大部分物質由分子構成，其化學式又稱分子式，分子式既代表一種物質，又代表該物質的一個分子，還能表示分子的構成，如水的分子式為H2O，表明1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成.在貝采利烏斯的年代，水的化學式寫成H2O，到電離學說確立后，分子中的原子個數才讓位給離子的電荷下移到右下角的位置.由離子構成的物質不存在單個分子，化學式不能稱為分子式.分子式中各原子的個數如存在公約數時可化簡為最簡式，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、葡萄糖（C6H12O6）的最簡式都是CH2O，所以化簡后得到的最簡式不能代表物質，只有測定該物質的相對分子質量后才能求得分子式.

4.電子式

化學式表示物質組成，而電子式則進一步表示物質的微粒是怎樣結合的.化學反應的實質是價電子的運動狀態發生改變，內層電子在反應中基本沒有變化，為突出反應的實質，體現元素的性質，可略去內層電子，用表示價電子的小黑點（或其他記號）點在元素符號的周圍即得電子式，因陽離子的最外層電子已失去，所以其電子式就是它的離子符號，陰離子的電子式則需標注最外層電子并用括號括起來.如過氧化鈉的電子式為Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+，由電子式可知Na2O2由Na+和O2-2通過離子鍵結合而成，O2-2中的兩個氧原子又是共價結合.電子式不僅表示了粒子的結合方式（化學鍵）又表示出結合順序，因此當含有多個相同粒子時不得合并，如上式中的兩個Na+和O2-2中的兩個氧原子都不能合并.

5.結構式

當用電子式表示較復雜的物質時常會使人眼花繚亂，書寫時也很麻煩，所以又簡化出結構式.結構式與電子式有兩點區別，一是把成鍵電子對改為短線，二是略去未成鍵電子，如N2的電子式為∶NN∶