R (газовая постоянная). Впервые это обозначение появилось в статье известного французского физика и инженера Бенуа Поля Эмиля Клапейрона (1799–1864). В 1820–1830 гг. он был профессором Петербургского института инженеров путей сообщения, с 1858‑го – академиком Парижской академии наук. В статье, опубликованной в 1834 году, он обратил внимание на то, что для данного газа выражение pV/(267 + t) постоянно, то есть pV = R(267 + t), где p – давление, V – объем единицы массы газа, t – температура в шкале Цельсия. В 1850 году немецкий физик Рудольф Юлиус Эммануэль Клаузиус (1822–1888), используя экспериментальные данные французского химика Анри Виктора Реньо (1810–1878), уточнил формулу, заменив 267 более точным значением 273. Наконец, ученик Клаузиуса, один из создателей химической термодинамики Август Хорстман (1842–1930) в 1873 году использовал в этом уравнении объем не единицы массы, а единицы количества вещества (то есть мольный объем). При этом в уравнении pV = RT постоянная R стала действительно универсальной газовой постоянной. Откуда же взялась эта буква? По мнению уже упоминавшегося Дженсена, поскольку у Клапейрона величина R означала (для данного газа) постоянное отношение pV/(267 + t), он, возможно, использовал первую букву слова ratio (лат. «отношение»), или raison (фр. «пропорция»), или rapport (фр. «связь, взаимоотношение, соотношение»). Однако эту гипотезу Дженсена невозможно подтвердить, поскольку сам Клапейрон на сей счет не оставил никаких указаний.
В связи с газовыми законами интересно упомянуть, что в разных странах они называются по‑разному. Так, закон pV = const, известный у нас как закон Бойля – Мариотта, в англоязычных странах называют только законом Бойля. Соотношение V ~ T (р = const) у нас – закон Гей-Люссака, в Европе – 1‑й закон Гей-Люссака, в США – закон Шарля. Зависимость p ~ T (V = const) у нас – закон Шарля, в Европе – 2‑й закон Гей-Люссака, в США – закон Гей-Люссака. Что же касается соотношения pV = RT, то на Западе его называют просто уравнением идеального газа, у нас – уравнением Клапейрона, а соотношение pV = (m/µ)RT – уравнением Клапейрона – Менделеева (m – масса вещества, µ – его молярная масса).
В химических (и не только химических) текстах часто встречаются различные префиксы и суффиксы. Начнем с префиксов, которыми обозначают кратные и дольные части основных единиц СИ. Всего таких единиц, как известно, семь: единица массы килограмм, единица длины метр, единица времени секунда, единица количества вещества моль, единица электрического тока ампер, единица термодинамической температуры кельвин и единица силы света кандела. Вначале предполагалось, что для обозначения кратных единиц будут использованы греческие корни (с ними мы еще встретимся в названиях органических соединений), а символы будут писаться с прописной буквы, тогда как для дольных единиц возьмут латинские корни, а символы будут писаться строчными буквами. На практике это не всегда было выдержано, что видно из приведенной ниже таблицы. Легко заметить также, что некоторые «доли» кратны 10 (они были приняты еще во времена Французской революции), остальные – 1000.
Сразу бросается в глаза, что в единице массы вопреки правилам СИ использован префикс «кило» – так уж сложилось исторически. По-гречески chilioi – «тысяча»; в греческом написании этого слова первая буква – χ (хи), которая в языках, использующих латинский алфавит, транслитерируется как ch. По-английски эту букву называют chi (произносится обычно как «кай» или «ки», так что популярный некогда текстовый редактор ChiWriter следует произносить «кайрайтер»). Сам же термин грамм произошел от греч. gramma – мелкой меры веса. Кратко об остальных основных единицах. метр – от греч. metron, «мера». секунда – от лат. secunda, «второй». Имеется в виду «второе деление»: как угловой градус сначала разделен на минуты, а вторым делением – на секунды, так и час разделен сначала на минуты, а потом на секунды. Про моль уже говорилось, происхождение «ампера» и «кельвина» очевидно. кандела – от лат. candela – «свеча», это слово сохранилось во многих европейских языках (хотя бы в виде «канделябра»).
Приставки для кратных и дольных единиц
Сокращения приставок, принятых в 1991 году, даны просто по последней (z) и предпоследней (y) буквам латинского алфавита, а названия – по греческим буквами йота (I, ι) и дзета (Z, ξ). По-русски вместо «иотта» и «иокто» часто используются также префиксы «йотта» (сокращенно Й) и «йокто» (й).
Большинства этих префиксов достаточно для обозначения самых больших и самых малых величин. Но даже их не всегда хватает. Например, внесистемная единица площади барн, применяемая при измерении эффективных поперечных сечений (сечений захвата) в ядерных реакциях, равна 10–28 м2, так что назвать ее в единицах СИ, используя только один префикс, весьма затруднительно. Но, например, 1 йКл (йоктокулон) = 1×10–24 Кл значительно меньше элементарного заряда (1,602×10–19 Кл) и потому не имеет смысла.
В химических терминах также немало префиксов. Вот некоторые из них.
Алло (от греч. allos – «другой»). Этот префикс показывает, что данное соединение по химическому строению сходно с другим. Например, аллоизолейцин – один из оптических изомеров изолейцина; алло-ряд стероидов (с транс-конфигурацией двух циклогексановых колец); стереоизомерные псевдокодеин и аллопсевдокодеин и т. д. В случаях геометрической изомерии соединений с двойной связью этот префикс обозначает более стабильную форму, например оцимен (3,7‑диметил-1,3,7‑октатриен) и аллооцимен (2,6‑диметил-2,4,6‑октатриен), обычная коричная кислота (транс-изомер) и аллокоричная кислота (цис-изомер). К этому можно добавить минерал аллопалладий с гексагональной решеткой (у чистого палладия она гранецентрированная кубическая), уже рассмотренную аллотропию, производное пиримидина аллоксан, моносахарид аллозу, аллостерическое ингибирование и др.
Амби (от лат. ambo – «оба»). Например, амбидентные соединения имеют два реакционных центра.
Амфо и амфи. Первый префикс встречается в известном даже школьникам термине амфотерность. Он произошел от греч. ampho – «оба»; amphoteros – «и тот и другой». Амфотерные соединения растворяются и в кислотах, и в щелочах. Тот же корень в термине амфолиты – это молекулы, в структуре которых присутствуют как кислотные, так и основные группы. Второй же корень этого термина происходит от греч. lysis – «растворение». В ряде терминов встречается префикс «амфи», который произошел от греч. amphi – «кругом, со всех сторон». Например, минералы амфиболы; алкалоиды амфибины с редким 14‑членным пептидным циклом; амфифильные молекулы, обладающие одновременно лиофильными (гидрофильными) и лиофобными (гидрофобными) свойствами; одна из стадий внутриклеточного метаболизма амфиболизм и др. А амфитеатр в Древней Греции был расположен полукругом.
Анса (от лат. ansa – «ручка», в анатомии – «петля»). В анса-соединениях атомы в пара-положении ароматического кольца связаны цепочкой. В природе найдены антибиотики с подобным 17‑членным циклом, которые получили название ансамицинов.
Анти (от греч. anti – «против») и син (от греч. syn – «совместно») – приставки, которые обозначают геометрические изомеры соединений с двойной связью (по новым правилам ИЮПАК такие соединения обозначаются латинскими буквами Е и Z). Эти же приставки обозначают положение заместителя у мостикового атома в бициклических соединениях. Приставка «анти» имеет более широкое распространение и маркирует многие группы веществ: антиароматические системы, антибиотики, антигены, антидепрессанты, антидетонаторы, антидоты, антипирены, антисептики, антистатики, антиферромагнетики и т. д. и т. п.
Апо (от греч. apo – «вне, далеко от»; префикс означает также отрицание, отсутствие чего-либо). Типичный пример – апогей, точка искусственного или естественного спутника, наиболее удаленная от Земли. В химических же текстах этот префикс обычно указывает на укорочение углеродного остова молекулы (например, в каротиноидах) или на ее более простую структуру. Например, молекула апоатропина имеет на два атома водорода и на один атом кислорода меньше, чем молекула атропина; то же соотношение у апокодеина и кодеина, апоморфина и морфина. В молекуле апокамфоры на одну метильную группу меньше, чем в молекуле камфоры; апопротеины – укороченные белки и т. д.
