明明中心是氮原子，为何不叫氮酸叫硝酸？ 科到了

白睿

中国科学院大学2022级博士研究生

培养单位：中科院物理所

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（CO₃²ˉ）、硫酸根（SO₄²ˉ）、磷酸根（PO₄³ˉ）等，其名称都是以

碳酸根、硫酸根、磷酸根离子示意图

图源：wikipedia

那同为含氧酸根的NO₃ˉ ，为什么叫硝 酸根而不叫氮 酸根呢？

硝酸根离子示意图 | 图源：wikipedia

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）。

丹尼尔·卢瑟福肖像 | 图源：参考资料[2]

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，并对当时常见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 。

世界上第一张现代化学元素列表 | 图源：参考资料[3]

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ìζωτικός (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》（Ėléments de chimie）里提出了氮元素的新命名——nitrogène。

介绍“氮气”的章节标题 | 图源：参考资料[4]

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。

硝石矿 | 图源：网络

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NO₃ˉ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，就要追述到西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” 。

《博物新编一集》目录 | 图源：参考资料[5]

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。

《博物新版一集》中有关“淡气”的描述

图源：参考资料[5]

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。

历史上曾经出现过的nitrogen的中文译名（部分）

来源：参考资料[6]

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，这个字翻译得最为精妙。

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；亦或是在中西文化发生碰撞时，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……

参考资料：

[1] Nitrogen- Wikipedia

[2] Daniel Rutherford - Wikipedia

[3] de Lavoisier A L. Traité élémentaire de chimie[M]. France, 1789.

[4] Chaptal J A. Élémens de chimie[M]. Montpellier, 1790.

[5] 合信. 博物新编[M]. 上海: 墨海书馆, 1855.

[6] 张澔. 氧氢氮的翻译: 1896-1944 年[J]. 自然科学史研究, 2002, 21(2): 123-134.

编辑：小白

古代的空气湿度求证，满满的科技感

#头条创作挑战赛#如今生活中越来越多的人关注空气湿度对生活的影响。我们通常说的“空气湿度”一般是指“空气相对湿度”。常规意义上的空气湿度是指空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比，用百分数表示，百分数越大，表明空气湿度越大。目前常见的空气湿度测量方法有:伸缩法(利用物质几何尺寸变化的测湿法)，干湿球法，冷凝露点法，氯化锂露点法，电湿度测量法(电阻法、电容法)，电解法(库仑湿度计)、动态法(双压法、双温法、分流法)，静态法(饱和盐法、硫酸法)，电子式传感器法，以及其它测湿方法。

天文图会

中国是最早发明测湿仪器的国家。古人虽然不知道相对湿度的百分比，但大致的空气干湿概念早已形成。很多古籍书刊中都有记录古人研究测量空气的方法。东汉王充在《论衡·变动篇》中曾经谈到，琴弦变松，天就要下雨。琴弦变松，是天变潮湿、弦线伸长所造成的，表示空气湿度较大。可见，古代的弦琴也可当作原始的空气湿度测量仪器。早在魏晋时期，魏晋名臣及文学家、思想家傅玄就有一首《炎旱诗》问世，诗中的“河中飞尘起，野田无生草”就写出了空气的干燥和旱情的严重。宋代梅尧臣的《梅雨》诗中有“湿菌生枯篱，润气醭素裳”，其中的“润气”就是潮气、湿气。古人甚至还能根据空气湿度的大小进行天气预测，唐代黄子发著《相雨书》里便有“壁上自然生水者,天将大雨”“石上津润出液，将雨数日”等记载。空气湿度肉眼是看不到的，怎样大致评估出空气湿度的大小，其实就涉及对气湿度的测量了。明初农业气象学者娄元礼在《田家五行》一书中曾说，如果干洁的弦线忽然自动变松，是因为琴床吸收了潮湿空气的缘故,预示着天将阴雨。他还谈到，琴瑟的弦线所产生的音调如果调不好，也预兆有阴雨天气，这其实也是因为弦线变宽松了，其音准敏感度降低了，合乎科学道理。在《史记·天官书》中，曾提到一种把土和炭分别挂在天平两侧，以观测挂炭一端天平升降的仪器。这其实就是原始的“湿度计”。原理是:天气干燥了，炭就轻天平就倾向于土;天气潮湿了，炭就重，天平就倾向于炭。也就是古人说的“燥故炭轻，湿故炭重”。《淮南子·泰族训》曰:“夫湿之至也，莫见其形，而炭已重矣。”翻译成现代汉语就是:湿气到来的时候，人是看不见的;但是炭已经表现出沉重了。这就进一步阐明了这个测湿仪器能测量出看不见的水汽多少。显然，这样的测湿仪器在测量方式和精确度上，比“琴弦测湿”又进了一步。

最接近现代湿度计的测湿仪器的发明者，当数清代发明家黄履庄研制的验燥湿器，验燥湿器可以算作现代“湿度计”的雏形，它利用弦线吸湿伸缩的原理，测量空气中的湿度。这个验燥湿器比西方的湿度计可是早了100多年。

雨中树林

湿度

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