浅谈化学符号系统的演变

钱荣

据文献记载，人类研究过的化学物质已经超过3000万种，物质之间的化学反应更是数不胜数.随着化学科学的发展，为表示这些物质的组成、结构以及彼此发生的化学反应，逐步形成了一整套化学符号系统，这是化学最显著的学科特点，没有一个学科可以比拟.在中学化学里，这套符号系统被称为化学用语，化学用语的掌握需不断强化记忆，因此化学课常被称为“第二外语”，其实化学的这种书面语言有着严密的、内在的逻辑关系，与外语毕竟是两码事，只要教学得法，不仅不会成为化学学习的拦路虎，反而能够促进学生科学思维的发展，提高科学素养.

一、元素符号是化学符号系统的起点

原子是化学变化中的最小微粒，元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，元素符号是化学符号系统的起点.

近代化学的奠基人道尔顿在提出原子论后曾用一些圆的几何图形表示当时已知的化学元素，如氢⊙、氧○、氮○| 等，与现在初中化学中的微观示意图相仿.1813年，瑞典化学家贝采利乌斯第一次发表了他的元素符号，他是采用每种元素的拉丁文名称的开头字母作为化学元素符号的，这一原则一直沿用至今，他还规定元素符号在宏观上表示一种元素，在微观上则可表示该元素的一个原子.所以贝采利乌斯是把元素的“图示”演变为“符号”的第一人，这种演变是一种创举并很快被各国所接受，对化学的发展和传承发挥了重要作用.

以元素符号为起点的化学符号系统可分为两个子系统，一是表示物质的符号，另一个是表示化学变化的符号.

二、表示物质的符号系统

1.元素符号

元素符号可以直接表示大多数元素的单质，例如所有的金属单质，稀有气体以及固态非金属单质如硫、磷等，用元素符号直接表示固态非金属单质是一种简化，并不代表他们的分子组成，如硫分子为S8，白磷分子为P4.

20世纪初，人们发现了原子的内部结构并发现了同位素的存在，为了区别同一元素的不同核素，对元素符号进行“充实”后得到核素符号，写做AZX，其中X-元素符号，A-质量数，Z-核电荷数，由核素符号可计算中子数N=A-Z.又因为同种元素的核电荷数是相同的，通常又可简写为AX，如12C、235U等，读作碳12、铀235.

在元素符号的右上角注明电荷的种类及数目即得离子符号，离子符号可表示某一种离子，也表示一个离子，对复杂离子还能表示其构成，如SO2-4离子由一个硫原子、4个氧原子构成并带有2个负电荷.

2.原子结构示意图和电子排布式

为表示原子的内部结构，在初中化学里引入原子结构示意图，如硫的原子结构示意图为，又因此种示意图不能表示亚层排布，到高中阶段又出现了电子排布式，硫的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为书写方便，用稀有气体的元素符号代替相应的内层电子可简化为[Ne]3s23p4.排布式与示意图相比，不仅表达的内容深刻了，而且表达的方法也由具体的图[JP3]示变为抽象的符号，这与中学生的思维方式的进步是相适应的.[JP]

示意图与排布式同样适用于表示离子的结构.[HJ1.1mm]

3.化学式

化学式是用元素符号表示物质组成的式子，大部分物质由分子构成，其化学式又称分子式，分子式既代表一种物质，又代表该物质的一个分子，还能表示分子的构成，如水的分子式为H2O，表明1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成.在贝采利乌斯的年代，水的化学式写成H2O，到电离学说确立后，分子中的原子个数才让位给离子的电荷下移到右下角的位置.由离子构成的物质不存在单个分子，化学式不能称为分子式.分子式中各原子的个数如存在公约数时可化简为最简式，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、葡萄糖（C6H12O6）的最简式都是CH2O，所以化简后得到的最简式不能代表物质，只有测定该物质的相对分子质量后才能求得分子式.

4.电子式

化学式表示物质组成，而电子式则进一步表示物质的微粒是怎样结合的.化学反应的实质是价电子的运动状态发生改变，内层电子在反应中基本没有变化，为突出反应的实质，体现元素的性质，可略去内层电子，用表示价电子的小黑点（或其他记号）点在元素符号的周围即得电子式，因阳离子的最外层电子已失去，所以其电子式就是它的离子符号，阴离子的电子式则需标注最外层电子并用括号括起来.如过氧化钠的电子式为Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+，由电子式可知Na2O2由Na+和O2-2通过离子键结合而成，O2-2中的两个氧原子又是共价结合.电子式不仅表示了粒子的结合方式（化学键）又表示出结合顺序，因此当含有多个相同粒子时不得合并，如上式中的两个Na+和O2-2中的两个氧原子都不能合并.

5.结构式

当用电子式表示较复杂的物质时常会使人眼花缭乱，书写时也很麻烦，所以又简化出结构式.结构式与电子式有两点区别，一是把成键电子对改为短线，二是略去未成键电子，如N2的电子式为∶NN∶

据文献记载，人类研究过的化学物质已经超过3000万种，物质之间的化学反应更是数不胜数.随着化学科学的发展，为表示这些物质的组成、结构以及彼此发生的化学反应，逐步形成了一整套化学符号系统，这是化学最显著的学科特点，没有一个学科可以比拟.在中学化学里，这套符号系统被称为化学用语，化学用语的掌握需不断强化记忆，因此化学课常被称为“第二外语”，其实化学的这种书面语言有着严密的、内在的逻辑关系，与外语毕竟是两码事，只要教学得法，不仅不会成为化学学习的拦路虎，反而能够促进学生科学思维的发展，提高科学素养.

一、元素符号是化学符号系统的起点

原子是化学变化中的最小微粒，元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，元素符号是化学符号系统的起点.

近代化学的奠基人道尔顿在提出原子论后曾用一些圆的几何图形表示当时已知的化学元素，如氢⊙、氧○、氮○| 等，与现在初中化学中的微观示意图相仿.1813年，瑞典化学家贝采利乌斯第一次发表了他的元素符号，他是采用每种元素的拉丁文名称的开头字母作为化学元素符号的，这一原则一直沿用至今，他还规定元素符号在宏观上表示一种元素，在微观上则可表示该元素的一个原子.所以贝采利乌斯是把元素的“图示”演变为“符号”的第一人，这种演变是一种创举并很快被各国所接受，对化学的发展和传承发挥了重要作用.

以元素符号为起点的化学符号系统可分为两个子系统，一是表示物质的符号，另一个是表示化学变化的符号.

二、表示物质的符号系统

1.元素符号

元素符号可以直接表示大多数元素的单质，例如所有的金属单质，稀有气体以及固态非金属单质如硫、磷等，用元素符号直接表示固态非金属单质是一种简化，并不代表他们的分子组成，如硫分子为S8，白磷分子为P4.

20世纪初，人们发现了原子的内部结构并发现了同位素的存在，为了区别同一元素的不同核素，对元素符号进行“充实”后得到核素符号，写做AZX，其中X-元素符号，A-质量数，Z-核电荷数，由核素符号可计算中子数N=A-Z.又因为同种元素的核电荷数是相同的，通常又可简写为AX，如12C、235U等，读作碳12、铀235.

在元素符号的右上角注明电荷的种类及数目即得离子符号，离子符号可表示某一种离子，也表示一个离子，对复杂离子还能表示其构成，如SO2-4离子由一个硫原子、4个氧原子构成并带有2个负电荷.

2.原子结构示意图和电子排布式

为表示原子的内部结构，在初中化学里引入原子结构示意图，如硫的原子结构示意图为，又因此种示意图不能表示亚层排布，到高中阶段又出现了电子排布式，硫的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为书写方便，用稀有气体的元素符号代替相应的内层电子可简化为[Ne]3s23p4.排布式与示意图相比，不仅表达的内容深刻了，而且表达的方法也由具体的图[JP3]示变为抽象的符号，这与中学生的思维方式的进步是相适应的.[JP]

示意图与排布式同样适用于表示离子的结构.[HJ1.1mm]

3.化学式

化学式是用元素符号表示物质组成的式子，大部分物质由分子构成，其化学式又称分子式，分子式既代表一种物质，又代表该物质的一个分子，还能表示分子的构成，如水的分子式为H2O，表明1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成.在贝采利乌斯的年代，水的化学式写成H2O，到电离学说确立后，分子中的原子个数才让位给离子的电荷下移到右下角的位置.由离子构成的物质不存在单个分子，化学式不能称为分子式.分子式中各原子的个数如存在公约数时可化简为最简式，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、葡萄糖（C6H12O6）的最简式都是CH2O，所以化简后得到的最简式不能代表物质，只有测定该物质的相对分子质量后才能求得分子式.

4.电子式

化学式表示物质组成，而电子式则进一步表示物质的微粒是怎样结合的.化学反应的实质是价电子的运动状态发生改变，内层电子在反应中基本没有变化，为突出反应的实质，体现元素的性质，可略去内层电子，用表示价电子的小黑点（或其他记号）点在元素符号的周围即得电子式，因阳离子的最外层电子已失去，所以其电子式就是它的离子符号，阴离子的电子式则需标注最外层电子并用括号括起来.如过氧化钠的电子式为Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+，由电子式可知Na2O2由Na+和O2-2通过离子键结合而成，O2-2中的两个氧原子又是共价结合.电子式不仅表示了粒子的结合方式（化学键）又表示出结合顺序，因此当含有多个相同粒子时不得合并，如上式中的两个Na+和O2-2中的两个氧原子都不能合并.

5.结构式

当用电子式表示较复杂的物质时常会使人眼花缭乱，书写时也很麻烦，所以又简化出结构式.结构式与电子式有两点区别，一是把成键电子对改为短线，二是略去未成键电子，如N2的电子式为∶NN∶

据文献记载，人类研究过的化学物质已经超过3000万种，物质之间的化学反应更是数不胜数.随着化学科学的发展，为表示这些物质的组成、结构以及彼此发生的化学反应，逐步形成了一整套化学符号系统，这是化学最显著的学科特点，没有一个学科可以比拟.在中学化学里，这套符号系统被称为化学用语，化学用语的掌握需不断强化记忆，因此化学课常被称为“第二外语”，其实化学的这种书面语言有着严密的、内在的逻辑关系，与外语毕竟是两码事，只要教学得法，不仅不会成为化学学习的拦路虎，反而能够促进学生科学思维的发展，提高科学素养.

一、元素符号是化学符号系统的起点

原子是化学变化中的最小微粒，元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，元素符号是化学符号系统的起点.

近代化学的奠基人道尔顿在提出原子论后曾用一些圆的几何图形表示当时已知的化学元素，如氢⊙、氧○、氮○| 等，与现在初中化学中的微观示意图相仿.1813年，瑞典化学家贝采利乌斯第一次发表了他的元素符号，他是采用每种元素的拉丁文名称的开头字母作为化学元素符号的，这一原则一直沿用至今，他还规定元素符号在宏观上表示一种元素，在微观上则可表示该元素的一个原子.所以贝采利乌斯是把元素的“图示”演变为“符号”的第一人，这种演变是一种创举并很快被各国所接受，对化学的发展和传承发挥了重要作用.

以元素符号为起点的化学符号系统可分为两个子系统，一是表示物质的符号，另一个是表示化学变化的符号.

二、表示物质的符号系统

1.元素符号

元素符号可以直接表示大多数元素的单质，例如所有的金属单质，稀有气体以及固态非金属单质如硫、磷等，用元素符号直接表示固态非金属单质是一种简化，并不代表他们的分子组成，如硫分子为S8，白磷分子为P4.

20世纪初，人们发现了原子的内部结构并发现了同位素的存在，为了区别同一元素的不同核素，对元素符号进行“充实”后得到核素符号，写做AZX，其中X-元素符号，A-质量数，Z-核电荷数，由核素符号可计算中子数N=A-Z.又因为同种元素的核电荷数是相同的，通常又可简写为AX，如12C、235U等，读作碳12、铀235.

在元素符号的右上角注明电荷的种类及数目即得离子符号，离子符号可表示某一种离子，也表示一个离子，对复杂离子还能表示其构成，如SO2-4离子由一个硫原子、4个氧原子构成并带有2个负电荷.

2.原子结构示意图和电子排布式

为表示原子的内部结构，在初中化学里引入原子结构示意图，如硫的原子结构示意图为，又因此种示意图不能表示亚层排布，到高中阶段又出现了电子排布式，硫的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为书写方便，用稀有气体的元素符号代替相应的内层电子可简化为[Ne]3s23p4.排布式与示意图相比，不仅表达的内容深刻了，而且表达的方法也由具体的图[JP3]示变为抽象的符号，这与中学生的思维方式的进步是相适应的.[JP]

示意图与排布式同样适用于表示离子的结构.[HJ1.1mm]

3.化学式

化学式是用元素符号表示物质组成的式子，大部分物质由分子构成，其化学式又称分子式，分子式既代表一种物质，又代表该物质的一个分子，还能表示分子的构成，如水的分子式为H2O，表明1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成.在贝采利乌斯的年代，水的化学式写成H2O，到电离学说确立后，分子中的原子个数才让位给离子的电荷下移到右下角的位置.由离子构成的物质不存在单个分子，化学式不能称为分子式.分子式中各原子的个数如存在公约数时可化简为最简式，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、葡萄糖（C6H12O6）的最简式都是CH2O，所以化简后得到的最简式不能代表物质，只有测定该物质的相对分子质量后才能求得分子式.

4.电子式

化学式表示物质组成，而电子式则进一步表示物质的微粒是怎样结合的.化学反应的实质是价电子的运动状态发生改变，内层电子在反应中基本没有变化，为突出反应的实质，体现元素的性质，可略去内层电子，用表示价电子的小黑点（或其他记号）点在元素符号的周围即得电子式，因阳离子的最外层电子已失去，所以其电子式就是它的离子符号，阴离子的电子式则需标注最外层电子并用括号括起来.如过氧化钠的电子式为Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+，由电子式可知Na2O2由Na+和O2-2通过离子键结合而成，O2-2中的两个氧原子又是共价结合.电子式不仅表示了粒子的结合方式（化学键）又表示出结合顺序，因此当含有多个相同粒子时不得合并，如上式中的两个Na+和O2-2中的两个氧原子都不能合并.

5.结构式

当用电子式表示较复杂的物质时常会使人眼花缭乱，书写时也很麻烦，所以又简化出结构式.结构式与电子式有两点区别，一是把成键电子对改为短线，二是略去未成键电子，如N2的电子式为∶NN∶