Home » Thành tựu hóa học » KÍ HIỆU HÓA HỌC

KÍ HIỆU HÓA HỌC

Mở đầu

Lịch sử Hoá học và Triết học đã cho chúng ta biết là sự phát triển tư tưởng và kiến thức khoa học xảy ra chậm hơn so với sự phát triển tri thức của loài người. Hoá học đã trải qua hàng nghìn năm lịch sử nhưng trong suốt một thời gian dài của thời kì cổ đại và trung đại-thời kì Tiền hoá học thì nó chỉ đạt được mức độ phát triển ở một “thuật, ngành” và được biết đến với cái tên Giả kim thuật (alchemy). Đây là thời kì mông muội của loài người về những nhận biết, cảm giác với tri thức hoá học xung quanh. Dựa trên các văn bản cổ đại người ta đã biết từ thời kì cổ đại con người đã biết đến chín nguyên tố hoá học (vàng, bạc, đồng, chì, thiếc, sắt, thuỷ ngân, lưu huỳnh, cacbon) và đến đầu thế kỉ XVIII thì biết thêm một số nguyên tố mới là photpho, asen, antimon, bitmut và kẽm. Trong thời kì Giả kim thuật đã có hàng loạt những học thuyết duy tâm, chủ quan đã được đề ra và được đa số những nhà giả kim công nhận – chính những sự ngộ nhận về các học thuyết đó đã kìm hãm sự phát triển của Hoá học trong nhiều thế kỉ. Mãi cho đến giữa thế kỉ XVIII thì những học thuyết mới của Antoine Laurent de Lavoisier và Mikhail Vasil’evich Lomonosov với những tư tưởng, cách nhìn nhận mới về Hoá học- đặc biệt là sự hình dung ra khái niệm nguyên tố hoá học ra đời đã đánh dấu một mốc phát triển mới của hoá học-đưa nó lên một tầm cao mới, chính thức trở thành một ngành khoa học thực thụ.

 

Trải qua hơn một trăm năm nữa, số lượng nguyên tố hoá học được con người biết đến đã là khoảng 60 nguyên tố và sự xuất hiện thiên tài hoá học Dmitri Ivanovich Mendeleev (Nga) với một đóng góp vĩ đại cho Hoá học trong
việc xây dựng thành công bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học (1869) để sắp xếp các nguyên tố hoá học theo những quy luật nhất định và dự đoán sự tồn tại của những nguyên tố mới đã góp phần giúp Hoá học chuyển giao sang một thời kì mới-thời kì hoá học hiện đại. Tính đến nay, đã khoảng 150 năm kể từ ngày bảng hệ thống tuần hoàn ra đời, mỗi chúng ta đều đã quen với các kí hiệu Hoá học quen thuộc như : Fe, Cu, Ag,…

Nhưng liệu bạn có bao giờ tìm hiểu về nguồn gốc của các kí hiệu mà mình vẫn thấy thường ngày đó không? Liệu trong thời kì Giả kim thuật đã xuất hiện những kí hiệu như bây giờ chưa hay là có một hệ thống kí hiệu nào khác được các nhà giả kim sử dụng mà bạn chưa biết? Nếu vậy hãy cùng tôi thử tìm hiểu một chút về hệ thống kí hiệu nguyên tố Hoá học nhé, cũng có nhiều điều thú vị lắm đấy.

1. Kí hiệu trong trong thời kì Giả kim thuật

Trong thời kì Giả kim thuật thì công việc chủ yếu cuả các nhà giả     kim là nghiên cứu phương pháp biến các “kim loại thông thường” như bạc, đồng, chì, thiếc sắt, thuỷ ngân và bạc trở thành “kim loại  hoàn mĩ nhất” (vàng). Để lưu trữ lại đồng thời giữ bí mật các công  trình nghiên cứu của mình với những người ngoại đạo, các nhà giả kim đã sử dụng một hệ thống kí hiệu đặc biệt được thống nhất và  quy ước chung với nhau để chỉ những nhà giả kim mới hiểu được. Có nhiều hệ thống kí hiệu được sử dụng nhưng theo đa số các tài liệu, văn bản cổ để lại thì có một hệ thống được sử dụng rất rộng rãi, và cho đến tận thế kỉ XVIII vẫn được sử dụng khi trong các văn bản, tài liệu về hoá học. Chẳng hạn về các nguyên tố trong tự nhiên thì được kí hiệu và phân nhóm như sau.

Bảy Nguyên tố hành tinh (planetary element)

Được kí hiệu (quy ước) bởi một trong bảy hành tinh đã biết từ thời cổ. Mặc dù là các nhà giả kim có dùng kí hiệu của riêng bản thân họ nhưng vẫn việc sử dụng theo hệ thống kí tự chung này vẫn là chủ yếu. Đây là bảy kim loại được con người phát hiện vào thời kì cổ đại.

Các nguyên tố trung cổ

Sau này khi có thêm một số nguyên tố mới, người ta lại tiếp tục bổ sung tiếp các kí hiệu nhưng không sử dụng các kí hiệu hành tinh nữa vì không đủ số lượng, mà dựa vào các kí hiệu cũ để tạo nên những kí hiệu mới – rộng hơn. Các nguyên tố đó được kí hiệu như sau.


2. Kí hiệu nguyên tố hiện đại 

Các kí hiệu hoá học từ thời kì Giả kim thuật vẫn được sử dụng kể cả sau khi các học thuyết hiện đại của Lavoisier hay Lomonosov xuất hiện. Kể cả đến thời kì của John Dalton thì những nguyên tố hoá học mới được phát hiện cũng vẫn sử dụng những kí hiệu có tính tượng hình quá nhiều. Ví dụ Dalton dùng phương pháp đường tròn để biểu thị các nguyên tố, ông kí hiệu nguyên tố oxi là một đường tròn sau đó các nguyên tố khác được ông sử dụng các chữ cái Latinh hoặc các kí tự đơn giản hơn để biểu diễn, như nguyên tố hiđro thì ông dùng một vòng tròn với chấm đen bên trong để biểu thị. Những hệ thống kí hiệu kiểu như thế này rất phức tạp và càng ngày càng mất đi tính thống nhất.

Để giải quyết tình trạng này, năm 1787 Lavoisier đã đứng lên hô hào các nhà khoa học đưa ra ý tưởng để thống nhất việc kí hiệu các nguyên tố hoá học nhằm hệ thống hoá lại các học thuyết hoá học thời bấy giờ một cách trọn vẹn và hoàn thiện hơn. Nhưng ý tưởng này cũng chưa tạo được sự quan tâm và chú ý của giới khoa học, và trong lúc đang tập trung với những kế hoạch phát triển khoa học khác thì tháng 8 năm 1794 Lavoisier bị kết án tử hình vì có liên quan đến một số vấn đề tài chính. Mãi đến 17 năm sau, một trong số những nhà hoá học vĩ đại nhất của Thuỵ Điển ở thế kỉ XVIII là Jöns Jakob Berzelius mới tiếp bước công việc của Lavoisier còn dang dở.

Sáng kiến về hệ thống kí hiệu mới này đến với Berzelius khi ông chợt nghĩ đến việc đơn giản hoá việc kí hiệu các nguyên tố như lưu huỳnh, nitơ … bằng cách thay các kí hiệu tượng hình bởi các chữ cái đầu tiên của tên nguyên tố đó (viết hoa), ví dụ như lưu huỳnh là sulfur thì sẽ kí hiệu là S, nitơ là nitrogen thì sẽ kí hiệu là N. Cảm thấy việc kí hiệu như thế này sẽ rất tiện, ông tiếp tục hoàn thiện hơn phương pháp kí hiệu này. Với các nguyên tố tên giống nhau thì ông còn sử dụng thêm các chữ cái khác, thường là chữ cái thứ hai, ví dụ như Canxi là Calcium thì sẽ kí hiệu là Ca. Cứ thế mở rộng dần.

Ông còn sử dụng các chữ số để chỉ số lượng các nguyên tố trong một chất, ví dụ như với chất khí hiđro có hai nguyên tử H thì sẽ kí hiệu là H2 (sau này đổi thành H2). Hệ thống kí hiệu này đã được giới Khoa học đón nhận và dần dần thay thế các kí hiệu tượng  hình đã quá cũ và bất cập. Khái niệm phân tử cũng dần dần được định hình, khi có từ hai guyên tử trở lên kết nối với nhau trong một chất là người ta nhắc đến khái niệm phân tử. Cho đến nay hệ thống kí hiệu của Berzelius vẫn được giới Khoa học sử dụng và liên tục sửa đổi, bổ sung, phát triển để ngày một hoàn thiện hơn. Đến đây chúng ta tạm kết thúc với cuộc hành trình của những kí hiệu nguyên tố hoá học, giờ nhìn lại những sự “thay da đổi thịt” của hệ thống danh pháp các nguyên tố hoá học chúng ta mới cảm nhận được những sự tiến bộ vượt bậc của khoa học, đặc biệt là bộ môn hoá học đầy sự phong phú, thú vị.

2. Kí hiệu nguyên tố hiện đại 

Các kí hiệu hoá học từ thời kì Giả kim thuật vẫn được sử dụng kể cả sau khi các học thuyết hiện đại của Lavoisier hay Lomonosov xuất hiện. Kể cả đến thời kì của John Dalton thì những nguyên tố hoá học mới được phát hiện cũng vẫn sử dụng những kí hiệu có tính tượng hình quá nhiều. Ví dụ Dalton dùng phương pháp đường tròn để biểu thị các nguyên tố, ông kí hiệu nguyên tố oxi là một đường tròn sau đó các nguyên tố khác được ông sử dụng các chữ cái Latinh hoặc các kí tự đơn giản hơn để biểu diễn, như nguyên tố hiđro thì ông dùng một vòng tròn với chấm đen bên trong để biểu thị. Những hệ thống kí hiệu kiểu như thế này rất phức tạp và càng ngày càng mất đi tính thống nhất.

Để giải quyết tình trạng này, năm 1787 Lavoisier đã đứng lên hô hào các nhà khoa học đưa ra ý tưởng để thống nhất việc kí hiệu các nguyên tố hoá học nhằm hệ thống hoá lại các học thuyết hoá học thời bấy giờ một cách trọn vẹn và hoàn thiện hơn. Nhưng ý tưởng này cũng chưa tạo được sự quan tâm và chú ý của giới khoa học, và trong lúc đang tập trung với những kế hoạch phát triển khoa học khác thì tháng 8 năm 1794 Lavoisier bị kết án tử hình vì có liên quan đến một số vấn đề tài chính. Mãi đến 17 năm sau, một trong số những nhà hoá học vĩ đại nhất của Thuỵ Điển ở thế kỉ XVIII là Jöns Jakob Berzelius mới tiếp bước công việc của Lavoisier còn dang dở.

Sáng kiến về hệ thống kí hiệu mới này đến với Berzelius khi ông chợt nghĩ đến việc đơn giản hoá việc kí hiệu các nguyên tố như lưu huỳnh, nitơ … bằng cách thay các kí hiệu tượng hình bởi các chữ cái đầu tiên của tên nguyên tố đó (viết hoa), ví dụ như lưu huỳnh là sulfur thì sẽ kí hiệu là S, nitơ là nitrogen thì sẽ kí hiệu là N. Cảm thấy việc kí hiệu như thế này sẽ rất tiện, ông tiếp tục hoàn thiện hơn phương pháp kí hiệu này. Với các nguyên tố tên giống nhau thì ông còn sử dụng thêm các chữ cái khác, thường là chữ cái thứ hai, ví dụ như Canxi là Calcium thì sẽ kí hiệu là Ca. Cứ thế mở rộng dần.

Ông còn sử dụng các chữ số để chỉ số lượng các nguyên tố trong một chất, ví dụ như với chất khí hiđro có hai nguyên tử H thì sẽ kí hiệu là H2 (sau này đổi thành H2). Hệ thống kí hiệu này đã được giới Khoa học đón nhận và dần dần thay thế các kí hiệu tượng  hình đã quá cũ và bất cập. Khái niệm phân tử cũng dần dần được định hình, khi có từ hai guyên tử trở lên kết nối với nhau trong một chất là người ta nhắc đến khái niệm phân tử. Cho đến nay hệ thống kí hiệu của Berzelius vẫn được giới Khoa học sử dụng và liên tục sửa đổi, bổ sung, phát triển để ngày một hoàn thiện hơn. Đến đây chúng ta tạm kết thúc với cuộc hành trình của những kí hiệu nguyên tố hoá học, giờ nhìn lại những sự “thay da đổi thịt” của hệ thống danh pháp các nguyên tố hoá học chúng ta mới cảm nhận được những sự tiến bộ vượt bậc của khoa học, đặc biệt là bộ môn hoá học đầy sự phong phú, thú vị.

  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Yahoo! Buzz
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Google Buzz
  • LinkedIn
  • Live
  • MySpace

No related posts.

Nguồn: http://www.news.hoahoc.org/hiu-ha-hc.html

Leave a comment