硝酸中⼼明明是氮原⼦,为何不叫氮酸⽽叫硝酸?

作者: ⽩睿(中国科学院⼤学2022级博⼠研究⽣)

来源: 中科院物理所

发布日期: 2023-02-27 08:00:13

本文探讨了为什么硝酸根离子(NO3-)被称为硝酸根而不是氮酸根,追溯了氮元素的发现和命名历史,以及“氮”这个中文译名的由来。文章详细介绍了氮元素的早期命名和现代名称的演变,以及硝石在化学反应中的作用,揭示了化学命名背后的文化和历史因素。

硝酸中⼼明明是氮原⼦,为何不叫氮酸⽽叫硝酸?

不知道⼤家在学习化学的过程中有没有想过这样⼀个问题:含氧酸根离⼦,⽐如碳酸根(CO32-)、硫酸根(SO42-)、磷酸根(PO43-)等,其名称都是以该离⼦中⼼原⼦的种类来命名的。那同为含氧酸根的NO3-,为什么叫硝酸根⽽不叫氮酸根呢?

说来惭愧,⼩编学习化学这么多年,也是最近才意识到这个问题……不过既然发问了,就要找到答案。这不查资料不知道,⼀查资料吓⼀跳,看似是⼀个简单的问题,背后居然隐藏着许多不为⼈知的故事。

所以今天我们就来好好说⼀说:氮的发现与最初的命名。要想回答清楚这个问题,⾸先我们要对氮元素有⼀个深⼊的了解。氮最早是由苏格兰医⽣丹尼尔·卢瑟福(Daniel Rutherford)于1772年发现的。注意,这⾥不是做α粒⼦散射实验的欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)。

卢瑟福曾在密闭的容器⾥放⼊⼩⽩⿏、燃烧的蜡烛以及氢氧化钠(NaOH)溶液,⽽后观察到⼩⽩⿏死亡、蜡烛熄灭,但容器中依旧存在⼤量⽓体。他意识到这是⼀种先前从未发现的⽓体组分,同时也⽆法供给呼吸,于是他称这种⽓体为noxious air,意为有毒的⽓体。

直到1789年,著名化学家、被后⼈称为“现代化学之⽗”的安托万-洛朗·拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier)在他的著作《化学基础论》(Traité élémentaire de Chimie)⾥定义了元素的概念,并对当时常⻅的化学物质进⾏了分类,总结出33种元素(尽管有⼀些实际上是化合物),得到了下图展示的这张表,这是世界上第⼀张现代化学元素列表。

表中⽤红框框起来的部分,就是拉瓦锡对氮元素的命名和解释。

azote这个词源于希腊语ìζωτικ?? (azotikos),意为“没有⽣命”,因为在纯氮的⽓氛中,动物死亡,⽕焰熄灭。到这⾥可能有的朋友会问了,现在氮元素的英⽂名称叫nitrogen,和这个azote的差距有点⼤呀。我知道你很急,但你先别急,nitrogen很快就要登场了。硝⽯与nitrogen。

就在拉瓦锡提出Azote这个命名的第⼆年,另⼀位法国化学家让-安托万·查普塔尔(Jean-Antoine Chaptal)就在其著作《化学元素》(?léments de chimie)⾥提出了氮元素的新命名——nitrogène。这个词可以看成法语单词nitre(意为“硝⽯”)和法语后缀-gène(意为“⽣产”)的组合。

查普塔尔认为氮是硝酸的组成部分,⽽硝酸⼜是通过硝⽯得到的,所以氮元素可以理解为“由硝⽯产⽣”,即nitrogène。

可能有的朋友不太了解硝⽯,⼩编在这⾥简单科普⼀下。硝⽯,也称消⽯、⽕硝、⽛硝,是⼀种天然矿物,主要成分为硝酸钾(KNO3)。有时也会把其他的硝酸盐矿物如智利硝⽯(硝酸钠,NaNO3)、挪威硝⽯(硝酸钙,Ca(NO3)2)称作硝⽯。

查普塔尔所谓的“硝酸是由硝⽯得到的”,其实就是将智利硝⽯和浓硫酸混合得到硝酸。由于硝酸挥发性较强,混合后硝酸以蒸汽的形式脱离体系,该化学反应平衡正向移动,最后再将收集到的蒸汽冷凝就能得到纯度较⾼的硝酸。

OK,咱再回到nitrogène这个词上。其实说到这⼉⼤家已经不难看出,现在描述氮元素的英语单词nitrogen,就是由法语单词nitrogène演变过来的。既然这个单词本身的含义就是“由硝⽯产⽣”,那NO3-被称为硝酸根也就很合理了,前⾯提出的问题好像已经解决了。但这同时⼜引出了⼀个新的问题:“氮”这个名字是从哪⼉冒出来的?nitrogen咋就翻译成了“氮”?

要说清这个翻译的问题,就要追述到⻄⽅化学知识刚传⼊中国的时候。nitrogen的第⼀个中⽂译名出现于1855年,是⼀位英国的传教⼠班杰明·霍布森(Benjamin Hobson,汉名:合信)在他的中⽂著作《博物新编》中提出的。从⽬录中我们可以看到,他将“nitrogen”译为了“淡⽓”。

合信在书中写道:“淡⽓者,淡然⽆⽤,所以调淡⽣⽓之浓者也;功不⾜以养⽣,⼒不⾜以烧⽕……”从这样⼀段话中不难看出,合信之所以翻译成“淡⽓”,是想表达“冲淡”的意思。由于这种⽓体成分的存在,氧⽓的浓度被“冲淡”了。

我们今天使⽤的译名“氮”,其实就是采⽤了合信翻译的“淡”,只不过为了体现其单质是⽓体的特性,将三点⽔改为了⽓字头。

说到这⼉可能有的朋友会很疑惑,nitrogen这个单词本身的意思就很鲜明,为何要创造⼀套完全不相⼲的说法来翻译⽽不选择直译呢?对于这个问题,⼩编其实也很疑惑。其实在同⼀时期,除合信之外,⼀些其他的外国传教⼠、中国化学家以及国内的⼀些学术组织都曾提出过nitrogen不同的中⽂译名,其中的部分名称如下图所示。

不难发现,其中存在符合英⽂单词含义的“硝”,甚⾄有为了体现⽓体特性⽽改变偏旁创造的新字“”。在⼩编看来,“”这个翻译最为精妙。但是最终当时的⼈们还是选择了“氮”。或许是因为“淡”作为第⼀个出现的译名先⼊为主;或许是在当时那个年代思维受到了限制;亦或是在中⻄⽂化发⽣碰撞时,我们更愿意⽤⾃⼰固有的⽂化或思维去理解⼀个外来的⽂化……

再度反观开头的那个问题,原来问题不是出在“硝酸根”身上,⽽是出在了“氮”的翻译上。这看似⼀个很⼩的翻译问题,却造成了⼀个很⼤的误解。所以,学习知识,真的要追根溯源,不能浮于表⾯……

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