日本人給他們發現的元素命名為了「日本」

2020-12-04 果殼網

最近，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）正式通過決議，將113號新元素命名為Nihonium（元素記號Nh）。自此，元素周期表中正式迎來了首位由非歐美國家命名的元素。

日本理化學研究所展示元素「Nh」在元素周期表中的位置。

看到前綴「Nihon」，你可能知道了，這個元素的名字，是「日本」。而發現並命名這個元素的，是日本理化學研究所的研究者。

讓我們先短暫回溯一下113號元素命名的歷史。首先，2015年12月31日，IUPAC聯繫了日本理化學研究所（理研, RIKAN），認定理研森田浩介帶領的研究小組為113號新元素的發現者，將元素的命名權授予了森田研究小組。[1]

然後，在2016年6月8日，理研正式對外公布了113號元素的名字，決定將其命名為元素「日本」(簡寫為Nh, nihonium)，並將於公示之後遞交IUPAC申請承認。[2]

對於一個大量消耗國民的稅金，最近還沒多少正面新聞的理研來說，新元素命名權是一個宣傳自己的良機。於是理研也在第一時間開設了113元素的專頁，並大張旗鼓宣傳：日本是歐美國家以外第一個拿到元素命名權的國家。

日本發現的第113號元素在元素周期表的位置。圖片來源：理研113元素專頁

今天我和大家說一下元素「日本」命名背後的幾個小故事，同時跟大家講一講 「合成」新元素的新時代，跟元素「日本」以及日本科學界有著怎樣的不解之緣。

新元素為何命名Nihonium？

新元素該起什麼名字，其實也是個惱人的問題。首先需要考慮的當然是IUPAC的命名規則。詳細的就不多說了，重要的地方如下：

  1. 以-ium結尾；

  2. 可以得名於科學家和國家，不可得名於公司或組織；

  3. 為避免混亂，即便不是正式名稱，一個名稱只要一旦使用過，就不得再用。

這樣一來，以理研來命名(rikenium)自然就被否決了，於是以「日本」來命名這一方案就很快確定下來。那麼剩下的問題就是，該用日語讀音，還是該用英語讀音。

即便忽略遠古時代的各種讀音，「日本」這兩個漢字，在現代日語裡面仍然有兩種常用讀法：「にほん nihon」和「にっぽん nippon」。

哪怕不懂日語，看英文拼寫應該也大概能猜出來，Nihon（霓虹）這個讀音遠不如Nippon（你碰）這個讀音來的霸氣。畢竟 /p/ 這個輔音是個爆破音，而且雙寫輔音「pp」代表著一個短促停頓，更給 /p/ 音增添的不少氣勢。

日本人自己也並沒有明確規定什麼狀況該用哪個讀音，不過NHK（大概當於中國的中央人民廣播電臺&CCTV）的規則是：當正式做國號使用時用Nippon，其餘時候用Nihon。因此日本不少重要組織讀法都是Nippon。譬如日本的央行「日本銀行Nippon Ginko」，就是選取了Nippon作為其官方讀音。

在命名確定之前，日本媒體普遍猜測新元素會命名為Japanium，這樣一來元素的縮寫就是Jp，誰看了都會知道這個元素是以日本為名的。但是研究團隊的帶頭人森田浩介（Kosuke Morita）對Jp案並不感興趣，於是最後元素名稱還是遵循了日語讀音，被暫時定名為Nihonium。

看到這裡你可能會奇怪：「你剛剛解釋了半天為什麼日本人更喜歡在正式場合/大場合把日本讀成Nippon，那新元素為何不命名為Nipponium呢？」

回憶一下剛剛講到的IUPAC命名規則——即便不是正式名稱，一個名稱只要一旦使用過，就不得再用——沒錯，其實元素「日本Nihonium」還有一個早早夭折了的「哥哥」。接下來我們就來八卦一下這個沒有登上元素周期表的元素Nipponium，以及它和元素鍊金術時代的不解之緣。

小川正孝和他的43號元素Nipponium

小川正孝是日本的化學家，曾經在倫敦留學2年，師從英國化學家威廉•拉姆賽（William Ramsay）。拉姆賽憑藉對惰性氣體的相關研究獲得了1904年的諾貝爾化學獎。

小川正孝留學倫敦期間，主要研究的是方釷石（主要成分二氧化釷ThO2）礦石中雜質的成分，並試圖從中尋找新的元素。1906年返回日本之後，小川也沒有放棄對方釷石中新元素的探求，並最終於1908年「發現」了一種「原子量約為100的新元素」。小川認為這個新元素是尚未發現的43號元素。在恩師拉姆齊的推薦下，他公開宣稱發現了43號新元素，並將其命名為「日本Nipponium」。

但是小川是不幸的。他發現的並不是43號元素，他的實驗結果也沒有任何學者能夠成功重現。

讓我們回到元素周期表。可以看到43號元素是原子序數最低的人造元素，也是原子序數最低的沒有非放射性穩定同位素的元素——正因如此，43號元素的發現成了人類開啟元素鍊金術時代的標誌。

43號元素一度被認為並不存在於自然界之中，小川發現的「新元素」顯然不會是43號元素。後人分析了小川的實驗筆記，認為他其實發現的是與43號同族的75號元素錸（Re）。

43號元素的誤報和發現

錸是開啟「合成」新元素元素鍊金術時代來臨之前「發現」的倒數第二種自然存在的元素（最後一種是1939年發現的Fr），一直到1925年才被德國化學家沃爾特•諾達克，伊達•諾達克和奧託•伯格發現。小川很可能是最早觀測到錸的化學家，但是遺憾地與之失之交臂。[3]

而43號元素鎝，也是故事頗多的一種元素。早在1828年德國化學家奧桑（G. W. Osann）就宣稱發現了43號元素並將其命名為polinium，自此揭開了43號元素100多年不斷被誤報的歷史。不少新元素都是在這段充滿誤報的歷史中「被發現」或是被首次觀測到的。

然而，地球上並不存在43號元素。最終，43號元素於1936年才在美國哥倫比亞大學的勞倫斯伯克利國家實驗室中被塞格雷等科學家合成出來。因為這是第一個人類用技術合成出來的元素，（在當時看來）也是第一個不存在於自然界中的元素（直到1952年才在恆星中發現了43號元素鎝的同位素的光譜，該事件同時也證實了恆星可以合成重元素的假說），因此決定用希臘語中表示「人工／人為」的「τεχνητός（拉丁寫法為technitos）」來命名43號元素。

就這樣，43號元素最終被命名為鎝（Tc, technetium），給100多年誤報的歷史畫上了句號，也揭開了人類合成新元素的新時代。

元素Nipponium雖然沒有在元素周期表中獲得一席之地，但是仍然作為元素鍊金術時代的一個見證者見證了人類發現和合成化學元素的新時代。百年之後，日本人正是用合成元素的手法，以另一種方式將日本之名(Nihonium)添加到了元素周期表中。我雖然對用國名命名元素的品味不敢苟同，不過日本幾代科學人對科學的追求，仍然是值得我們尊敬與學習的。

（編輯：Jerrusalem）

參考文獻：

  1. 理研官方廣報http://www.riken.jp/pr/press/2015/20151231_1/
  2. 理研官方廣報http://www.riken.jp/pr/topics/2016/20160608_1/
  3. 關於小川發現的其實錸這段內容，主要參照的是Yoshihara（2004）的論文。http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0584854704001065

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