Базы данных
База данных понятий
Совокупность названий индивидуальных химических веществ, их групп и классов, а также правила составления этих названий.
Обычно делится на номенклатуру неорганических соединений и номенклатуру органических соединений.
Развитие химической номенклатуры. Номенклатура, или способ наименования химических веществ, является основным отличием языка химии (как и языка других естественных наук) от обычных языков. Другое отличие заключается в большей важности письменной формы химического языка по сравнению с его устной формой. В химии существует несколько номенклатур, поскольку необходимо давать специальные названия не только элементам и их соединениям, но и химическим реакциям, методам, аппаратам и теоретическим концепциям. Из них наиболее важна номенклатура огромного числа химических соединений.
Вещества могут обозначаться не только их названиями (в форме слов языка), но и химическими формулами различных типов, линейными цифровыми кодами или просто номерами по порядку. Но такие символические обозначения не являются удобопроизносимыми. Наряду с названиями химические формулы являются составной частью химической номенклатуры. И даже в рамках языковых форм химик имеет некоторый выбор в обозначении соединений; так, в зависимости от контекста речь может идти о 2-хлорнафталине, об указанном (выше) веществе или о соединении, обозначенном какой-либо цифрой по порядку. Для составления различных указателей и перечней, аннотаций и словарей сохраняется, однако, необходимость иметь конкретные, точно установленные (номенклатурные) названия соединений; такие же названия нужны для научных статей, докладов, учебников, для устного и письменного общения химиков.
Старые, весьма образные, но бессистемные названия, которые давались веществам на основе источника их получения, их свойств или по имени ученого, впервые их получившего, например такие, как нашатырный спирт (spirits of hartshorn), соляная кислота (muriatic acid), серная печень (liver of sulfur), глауберова соль (Glauber's salt), давно вышли из употребления в качестве официальных названий этих веществ, и отказ от многочисленных устаревших названий продолжается.
Бергман в шестидесятых годах XVIII века первым указал на необходимость реформы химической номенклатуры, что и было осуществлено усилиями Гитона де Морво, Лавуазье и др. (1787). Их идея заключалась в том, что название вещества должно однозначно указывать на его состав. И эта идея оказалась настолько плодотворной, что вскоре получила широкое признание и распространение.
Практически все хорошо исследованные вещества того времени были веществами неорганическими и относительно простыми по составу. Для каждого из этих соединений Берцелиусом было предложено название, на основе представления о том, что вещество состоит из электроположительной и электроотрицательной частей; такие названия, состоящие из двух слов, до сих пор используются в неорганической номенклатуре. (Берцелиус также первым предложит буквенные символы для обозначения химических элементов, эти символы почти без изменений применяются и в наши дни). Однако успех идеи Берцелиуса и предложенной им системы названий задержал развитие идеи заместительной номенклатуры органических соединений, которые не могли быть описаны в рамках его концепции.
Быстрое развитие органической химии во второй половине XIX века потребовало создания основ новой систематизации соединений, в первую очередь их классификации и упорядочения их названий. Такая работа была предпринята Женевской конференцией в 1892 г. Правила, разработанные этой конференцией, были неполными, но в принципе достаточно удачными, и они до сих пор применяются в ряде современных изданий, например, в справочнике Бейльштейна (Beilsteins Handbuch der organischen Chemie).
В настоящее время ведутся две параллельные работы по усовершенствованию и стандартизации химической номенклатуры на английском языке; одна - в рамках IUPAC и вторая - в рамках реферативного журнала Chemical Abstracts. Комиссии IUPAC по номенклатуре в области неорганической, органической и биологической химии были организованы в 1922 г., а по другим областям химии - несколько позднее. За прошедшие годы две первые Комиссии наиболее активно публиковали рекомендации по своим областям номенклатуры. С другой стороны, необходимость усовершенствования системы построения названий и индексации органических соединений потребовала от журнала Chemical Abstracts разработок и публикации своих правил (подвергающихся время от времени модернизации).
Целью современной систематической химической номенклатуры является описание состава и, по мере возможности, строения соединений. На сегодняшний день химики находятся в более выгодном положении, чем биологи, геологи и астрономы, в области построения и присвоения названий объектам и классам объектов, которые они изучают и описывают. Однако никакая система номенклатуры не может быть создана без учета и использования сложившихся традиций; вот почему современная номенклатура представляет собой неоднородную смесь старых и новых названий; она так разнообразна и пестра, а в некоторых разделах так специализирована, несистематична и сложна, как и описываемое ею огромное число соединений.
Сложность и непоследовательность современной номенклатуры затрудняют обработку этой информации с помощью вычислительной техники. Сейчас все более широко признается, что "командовать" четырьмя миллионами структур с относящимися к ним свойствами есть дело вычислительной машины. А поскольку последние функционируют на основе логики, применение их обусловливается наличием систематизированной номенклатуры. Те группы символов, которые наилучшим образом позволяют ввести информацию о химических соединениях в машинные программы, чаще всего не являются словами химического языка. Поэтому трудно предположить, что машинный язык вскоре заменит систему номенклатурных названий, часто - произвольную и непоследовательную. Кстати, происхождение многих распространенных химических названий сведено вместе в форме этимологического словаря (Flood W. E. The Origins of Chemical Names. London, Oldbourne, 1963).
Названия, в какой-то мере отражающие строение соединений, употребляются сегодня в предметных указателях журнала Chemical Abstracts, что, однако, вызывает многочисленные протесты из-за замены ряда устоявшихся, обычных названий, например, п-бензохинон, на более длинные и непривычные, например, циклогексадиен-2,5-дион-1,4, которые еще мало используются в журнальной и книжной практике. Таким образом, и привычные, разговорные названия (зачастую нерегулярные и изобилующие большим числом альтернативных вариантов), и новые названия с их сложностью еще долго придется и читать, и понимать. Следовательно, современную химическую номенклатуру необходимо изучать; каждый химик должен знать принципы ее построения и уметь правильно и к месту ею пользоваться.
Номенклатура, которая в наши дни считается правильной, определяется единодушием использующих ее специалистов. И здесь, как и в лингвистике, происходит борьба между прагматиками, которые считают любое слово, правильно передающее смысл, допустимым, и пуристами, настаивающими на соблюдении определенных правил в использовании химических слов. В этой борьбе превосходство обычно бывает на стороне прагматиков. Так, Комиссии IUPAC и Международного союза биохимиков стараются рассматривать существующую номенклатуру как единое целое, сводя накопленный опыт по построению названий в правила и изменяя иногда сами правила; они утверждают полезные предложения специалистов, но отбрасывают то, что не соответствует основным принципам номенклатуры. Как указывалось выше, для химиков самой важной является письменная форма обозначения объектов, и поэтому Комиссии IUPAC уделяют значительно меньше внимания стандартизации произношения (фонетической форме) названий химических соединений.
Немало проблем возникает и при устном общении химиков из-за того, что иногда два названия звучат практически одинаково (например, английские fluorine и fluorene), но особой беды в этом нет, так как названия пишутся все-таки по-разному. Вообще было бы гораздо удобнее иметь для каждого вещества только одно правильное название, как это сделано в ботанике или зоологии, где каждому данному виду растений или животных приписано одно-единственное латинское название, принятое во всем мире. В химии же, и в частности в органической химии, дело обстоит совсем не так. Исключение представляют некоторые фундаментальные издания, в предметных указателях которых для удобства читателя дается только одно название.
Появление разнообразия в химических названиях обусловливается не только языковыми различиями, но и еще двумя причинами. Во-первых, такие издания, как справочник Бейльштейна или журнал Chemical Abstracts, используют различные принципы построения названий, и внесение в эти издания коренных изменений обратило бы в хаос все их указатели. Во-вторых, единые правила не всегда могут быть введены в практику, поскольку иногда две или более группы химиков твердо придерживаются различных традиций. Следует отметить, что журнал Chemical Abstracts в основном придерживается правил международных Комиссий, а те, в свою очередь, с большим вниманием относятся к практике употребления названий этим журналом. К сказанному следует добавить еще (особенно в такой книге, которая посвящена главным образом правилам), что правила - это только инструмент в руках человека, а не незыблемый закон. Подобно другим инструментам, правила можно использовать по-разному, можно даже отбрасывать их, или, вернее сказать, изменять их, когда того требует развитие науки или когда в результате введенных изменений становится более понятным ее изложение. Это перекликается с советом, данным почти двести лет тому назад Лавуазье: "Если языки на самом деле созданы человеком как средство для облегчения мышления, то они должны представлять собой самое лучшее средство; старание усовершенствовать их означает вклад в прогресс науки". (Лавуазье А. Л., цитируется по кн. Savory Т. Н. The Language of Science. 2nd Ed. London, Deutsch, 1966, p. 67).
Поскольку, как указывалось выше, не всегда достижимо то, что все химики согласятся использовать какое-либо одно, пусть и самое удачное название, международные Комиссии закрепляют альтернативные названия как равноправные. С другой стороны, химики отдельно взятых стран, члены различных химических обществ, авторы научных статей или учебных пособий могут использовать те или иные названия по своему выбору. Понятно, что и каждый отдельный химик может сделать свой собственный выбор, хотя на практике он обычно подчиняется выбору своего общества, редактора или издателя. В большинстве случаев для конкретной цели подходит одно название. Автор может воспользоваться одним из предлагаемых правилами альтернативных названий, но может выбрать и пока не призванное название, если оно поможет ему изложить его теоретические положения, а не просто удовлетворить его вкус. Но, как правило, утвержденное название может удовлетворить автора,. какие бы у него ни были цели.
Еще несколько слов о таком выборе. Систематические названия, особенно названия комплексных соединений, обычно достаточно сложны для понимания. Поэтому нецелесообразно использовать полностью систематизированную номенклатуру с ее длинными и сложными химическими названиями при обзорном рассмотрении общих положений для того или иного класса соединений. Лучше в этом случае выбрать выражения типа ненасыщенный спирт, производное кислоты, исходное вещество или просто обозначить вещество как ссылку (если его формула или систематическое название уже были введены ранее), чем постоянно засорять текст такими названиями, как 3-гидрокси-5-оксо-D-нор-5,6-секохолест-9(11)-ен-6-овая кислота.
Распространенной ошибкой, которая привела к появлению некоторых уже прочно укоренившихся названий, является построение названий для новых групп соединений по аналогии с существующими, например таких, как силиконы (R2SiO) и сульфоны R2SO2, которые хотя и имеют очень мало сходства с кетонами R2CO (как по строению, так и по свойствам), но получили свои групповые названия по аналогии с последним и широко употребляются на практике. Очень трудно установить правила, которые позволили бы избежать введения таких неправильных названий. Выбор всегда зависит от глубокого знакомства с практикой использования названий в прошлом, но при этом основным критерием выбора остается требование, чтобы название было по возможности однозначным.
Не взирая ни на какие трудности, химики должны точно называть свои соединения для того, чтобы быть правильно понятыми, а этому необходимо учиться. Номенклатура на сегоднешнем этапе ее разработки - это не просто набор различных названий; она сочетает в себе как внесистемные названия, так и названия, построенные по общим правилам.
Номенклатурные правила IUPAC (IUPAC Nomenclature of Inorganic Chemistry 2nd Ed. Definitive'Rules, 1970. London, Butterworths, 1971) написаны на английском языке и предназначены для использования в англо-американской литературе. Они не могут быть просто перенесены в живую ткань русского химического языка. Эти правила должны быть, безусловно, адаптированы к русскому языку таким образом, чтобы не нарушать сложнишиеся традиции.
Химическая номенклатура состоит из формул и названий; при этом название должно адекватно описывать формулу (т. е. состав). Написание формул должно подчиняться таким же строгим правилам, как и построение их систематических названий. Тогда переход от формулы к названию неорганического соединения окажется весьма простым и будет заключаться в чтении формулы справа налево с заменой химических символов элементов (или групп символов) на их названия.