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怎样规范科技期刊中量及单位

发布时间:2022-11-06 10:35:46

1量的名称和符号

1.1量的名称

1.1.1使用已经废止或旧的量名称

GB3100~3200—1993《量和单位》中列出的量有614个,并对GB3100~3200—1986《量和单位》中部分量的名称做了修改或补充,有的明确废止.所以,科技期刊中应优先使用标准化、规范化的量名称和符号.由于作者的习惯,在稿件中常常使用已经废止的旧名称,如质量误用为重量.重量是废止名称,已不能用于表示质量.重量是指,物体在特定参考系中的重量为使该物体在此参考体系中获得其加速度等于当地自由落体加速度时的力.这表明重量属于力的概念,标准化的量符号是W.而质量是国际单位制基本量之一,是度量物体惯性大小的物理量,标准化的符号为m.国家标准明确指出,重量按习惯可用于表示质量,但从科学原则出发,该称质量的不能误称为重量.另外,已经废止的量名称还有原子量(相对原子质量),分子量(相对分子质量),摩尔数克原子数、克分子数、克离子数、克当量数(物质的量),克分子量或克原子量、克当量(摩尔质量),克分子体积(摩尔体积),括号内为标准的量名称.

1.1.2混淆物质的量名称

1)质量.化学稿件中经常用到的表示质量的名称有物质的量、物质的质量、摩尔质量,它们标准的符号和单位分别为n(mol),m(g或kg或t),M(kg/mol).新的国家标准把摩尔质量M明确定义:质量除以物质的量,即M=m/n.因此,在使用这些量时,应先搞清楚到底表示的是什么量,才能以正确的形式表示.如物质的量n正比于粒子数,但不等于粒子数,在使用物质的量时必须指明基本单元,这些基本单元一定是原子、分子、离子、电子、中子及其他粒子或这些粒子的特定组合,如n(NaOH),n(O2)等.由于这些基础量的错误使用,有关这类量的导出量(这里指导出物理量)使用混乱.所谓导出量是指这类量除以其他量而产生的,如物质的量浓度、摩尔分数、质量摩尔浓度.如以“mi为测定溶液中i组分的摩尔数”进行分析,句中物质的量单位为摩尔,不能以单位名称摩尔加数代表物质的量名称,称为摩尔数;且m是质量的符号并非物质的量的符号n.这个说法混淆了物质的量与物质的质量.另外,使用物质的量时,必须指明基本单元,不宜以i组分代替基本单元,因为分不清组分是指基本单元,还是指物质的名称.如说氢分子,不能说氢或气,因为前者指的是基本单元,后者指的是物质的名称.因此,上述阐述应改为:ni为溶液中粒子i的物质的量.2)含量.由于含量是个笼统的概念,没有物理方程予以定义,也未列入国家标准,用它表示物质的化学成分无法确定是指质量分数,还是体积分数、摩尔分数等,不能随意使用.但含量可作为一般性的述语,定性表示不同的组分,但不暗指某一特定的量.常常表示含量的量有质量分数、体积分数、摩尔分数、浓度、质量浓度、物质的量浓度等.以下为化学稿件中常见的错误表述形式:如“混合体系中催化剂的含量为0.42%”,这句阐述中的含量和%并不明确代表的是什么量,应分析实验数据,使用标准化的量名称和符号.由实验可知,这里的含量是指催化剂的质量占整个混合体系中所有物质质量之和的比值,即催化剂的质量分数.因此应改为“混合体系中催化剂的质量分数为0.42%”,或“w(催化剂)=0.42%”.又如“测定提纯后物质中微量元素的含量较低,Sr=64.42×10-6,Mn=69.11×10-6,Fe=684.62×10-6”.这里也用含量表示某一成分,但表示的不正确.分析可知,实际是指质量分数,应使用标准化的量符号wB.因此上述阐述应改为“测定提纯后物质中微量元素的含量较低,w(Sr)=64.42×10-6,w(Mn)=69.11×10-6,w(Fe)=684.62×10-6”.再如“此时容器中气体含量为200μL/g”.具体分析可知,这里的气体含量是指,容器中所有气体的总体积除以容器中所有物质的质量,一般称为含气量、气体含量,单位为μL/g或L/g.这里建议用体积含量,因此应改为“此时容器中气体的体积含量为200μL/g”.在使用含量时,应按照国家标准使用相对应的标准化的量名称,但它可以作为一般性的术语定性描述混合物中的各组分,例如“枸杞中的多糖含量较高”.3)浓度.浓度指某物质的质量、体积、物质的量与混合物的体积之比,分别称为某物质的质量浓度(kg/m3或kg/L),体积浓度,物质的量浓度(mol/m3或mol/L).国家标准明确规定,只有物质的量浓度才可简称为浓度,其标准化的量符号为cB,其他形式的量均不得简称为浓度.这就为浓度的使用给出了明确的界定.也就是说,浓度只是物质的量浓度的简称,其他含浓度的量名称必须使用全称及其规范、正确的符号.当然也不能使用废旧的名称,如克分子浓度、当量浓度、重量百分浓度、体积百分浓度、重量体积百分浓度等.以下是化学稿件中常见的有关浓度的错误使用情况.如“加入40mL浓度为8.82×10-5kg/mL的Na3C6H5O7•2H2O溶液和5mL浓度为8.40×10-5kg/mL的NaHCO3溶液,搅拌使样品与溶液充分混合.”根据浓度的界定,这句话中浓度使用不正确,上述中的浓度均不可简称为浓度,应将“浓度”改为“质量浓度”.又如“空白实验中各物质的浓度分别为:Mg=0.042×10-8,Mn=0.27×10-7,其他低于检测下限.”上述中,浓度为量纲一的量,分析可知实际指质量分数.因此该句应改为“空白实验中各物质的质量分数分别为:w(Mg)=0.042×10-8,w(Mn)=0.27×10-7,其他低于检测下限”.又如“在配体的浓度为5.0wt%下测定复合材料的荧光发射强度.”这里用浓度表示名称、用wt%表示符号,均不正确.名称应改为标准化的量名称即质量分数,符号wt%已废止使用,应为%.因此应改为“在配体的质量分数为5.0%下测定复合材料的荧光发射强度.”由含量和浓度的使用可知,当某组分与其混合体系属于同类量(相同量纲可相互比较)时,一般表达为”×××分数”,为量纲一的量,单位为1,如质量分数、体积分数、摩尔分数;当2者表示不同类且为非量纲一的量,如质量浓度、体积浓度等时不得用浓度表示.

1.2量的符号

GB3100~3200—93《量和单位》中指出:量的符号必须为斜体字母,对于矢量和张量,还应使用黑斜体;且通常用单个拉丁字母或希腊字母的斜体表示,但pH除外.工作中发现,大量的化学稿件中使用错误的量符号和字体,主要涉及以下方面:

1.2.1未优先使用标准化的量符号

国家标准中已经列出基础学科中最主要的量及其符号,它们都是标准化的量名称和量符号,建议优先采用,以便交流,并与国际接轨.但很多作者对此不重视,导致使用量的符号时,随意给定一个符号作为量的符号,或一个量的符号使用不统一,如在叙述中用一种符号,在公式计算中又换成另一种符号.如“c空为大气中测定的CO2含量(mg/L)”,这个阐述中量的名称和符号均使用错误.由上述分析可知,“含量”应改为质量浓度,且标准化的量符号为ρ.因此,上述阐述应改为“ρ(CO2)为大气中CO2的质量浓度(mg/L)”.如果文中还有其他关于质量浓度的量,也可表示为“ρa(CO2)”,即用增加下标的形式以示区别.又如“XAl,XMg分别代表晶体结构中Al,Mg的摩尔分数.”这里摩尔分数的标准化量符号是xB,而不是大写的XB[7—8],同时由于Al,Mg是具体的化学元素,不能排成下标,应为x(Al),x(Mg).

1.2.2用量名称的缩写或简称代替量的符号

量来源于词,但不是词的缩写,更不能在量符号后面加缩写点.由GB3100~3200—1993《量和单位》中的量符号可知,量的符号以单个字母的斜体表示(pH、特征数、常数除外),但可附加说明性符号(上下标或顶、底、侧符号).而特征数由2个字母(一大一小)组成,并以斜体形式表示,又由于特征数来源于人名,首字母要大写,如施密特数Sc.随着交叉学科的发展,目前大量的稿子中普遍存在用缩写词或简称表示量的符号并进行数学运算的情况.如用“TTI”表示时温指数.其实TTI是timetemperatureindex的缩写,它不能作为1个量的符号并以斜体形式书写,而且容易误解为3个量的乘积.当没有相关学科的标准化量符号可用时,建议用I代表主符号,以符号“It,T”表示时温指数,其中下标t,T分别代表时间和热力学温度的量符号,由于2者均为可测量、变化的量,应用斜体形式.又如“LREE/HREE为6.3~7.4”.LREE,HREE分别是lightrareearthele-ment(轻稀土元素)和heavyrareearthelement(重稀土元素)的英文缩写[9],不能当作量的符号使用,只能用于代表物质的名称,而且用LREE/HREE表示量的含义也不明确.应该用w(LREE)/w(HREE)表示轻、重稀土元素的质量分数之比.所以上述陈述应为w(LREE)/w(HREE)=6.3~7.4.另外,还有SI(饱和度指数)、SNR(信噪比)、DF(污染系数)、PRJ(产率比)等均不能作为量的符号使用,更不能当作量的符号用于公式计算,只能作为量的名称缩写并以正体形式书写.

1.2.3用化学符号代替量的符号

将化学元素符号当作量的符号使用在化学及其交叉学科稿件中十分普遍.然而元素或化合物的符号本身不能比较大小和计算,且不明确代表的是什么量,因此要用标准化的量符号表示.如“反应体系的化学组成为SiO2=23%~38%,Al2O3=46%~50%”.该句中SiO2,Al2O3是化合物的符号也叫化学式,用来表示量的符号含义不明确,应用质量分数wB的形式表示.所以上句应为“反应体系的化学组成:w(SiO2)=23%~38%,w(Al2O3)=46%~50%”.又如“40Ar=2.4×10-14mol”,这里40Ar是核素的符号,不应用来代替物质的量符号.应为n(40Ar)=2.4×10-14mol.再如“N(CH2COOH)3∶C2Cl2O2=2∶1”,这里用氨三乙酸N(CH2COOH)3与草酰氯(C2Cl2O2)的化学式表示量,是不规范的,而且也看不出这是什么量之间的比,是质量比、体积比还是物质的量比.如果是质量比,应为“m(N(CH2COOH)3)∶m(C2Cl2O2)=2∶1”;如果是体积比,应为“V(N(CH2COOH)3)∶V(C2Cl2O2)=2∶1”;如果是物质的量比,应为“n(N(CH2COOH)3)∶n(C2Cl2O2)=2∶1”.

2单位的符号

单位的名称有全称和简称,对于国家标准所列出的单位名称,凡处于方括号之内的字略去之后即为其简称,如热力学温度的单位名称为开[尔文],简称为开.对于量的单位,在不引起混淆的情况下,可用简称代替全称,符号为正体,且不带省略点、无复数形式.化学类稿件中主要存在以下几种不规范的表达形式:

2.1使用已经废止或不规范的单位

亩在科技文献中已不再使用,其法定单位有m2(平方米)和hm2(公顷),1亩约等于666.7m2.再如“大气压757mmHg”,mmHg是毫米汞柱的单位符号,为压力的非法定单位,已废止,标准单位为Pa(帕[斯卡]),且1mmHg=133.322Pa.另外,标准大气压(atm)是压力的废止单位,应改为标准单位Pa(帕[斯卡])表示,且1atm=101.325kPa=101.325×103Pa.其他如mmH2O(毫米水柱)、Torr(托)等表示压力的单位均已废止不能使用.再如“有机相用1M的H2SO4溶液清洗”,这里把M当作物质的量浓度的单位符号使用,而M是已废止的符号,要按1M=1mol/L换算成标准单位.因此,应为“有机相用1mol/L的H2SO4溶液清洗”.再如“12N的盐酸溶液”,原来N是当量浓度的单位符号,它的定义是1dm3溶液中所含溶质的克当量数,现已废止,法定单位为mol/m3和mol/L,且1N=1mol/L.因此应改为“12mol/L的盐酸溶液”.

2.2使用英文名称的缩写形式表示单位的符号

在描述原子质量时常用“质量为35~350amu”表示.实际上,amu是atomicmassunit(原子质量单位)的缩写形式,属于英文名称,不能使用,应采用与国际单位制并用的法定单位u表示.因此应改为“质量为35~350u”.如rpm是revolutionperminute(转每分)的缩写形式,也不能使用,应为r/min.还有Hz(赫兹)的单位不得用cps(周每秒)表示单位的符号,等等.

2.3混淆单位符号的大小写

单位的符号一般为小写体,如m(米)、kg(千克)等,但对于来源于人名的单位,其符号的首字母应用大写形式,如J(焦)、Wb(韦)等.对于复合单位,如热流量密度的单位是W/m2(瓦[特]每平方米),其中W源于人名,必须大写.

2.4把表示数量份额的英文缩写当做单位符号

化学稿件中常用δ表示核磁共振谱线的化学位移,用百万分之一表示化学位移的单位,如δ/ppm.这是错误的表述形式,因为ppm是partspermil-lion的缩写,只表示数量份额10—6,既不是代表量纲一的单位的专门名称,也不是单位符号,因此不能用来代表单位使用.有的还用ppb(partsperbillion的缩写)表示,因其表示的份额也不同,如在北美代表10—9,在欧洲代表10—12,故不可随意使用.因此ppm,ppb并不是标准的单位符号,不能使用.由核磁共振波谱的化学位移δ可知,如果选定一种磁核的共振位置为参比,那其磁核的共振位置与此参比磁核的差值称为该磁核的化学位移.一般,为了使不同磁场强度或射频仪器所测得的化学位移数值有共同的标准,均采用相对值.因此化学位移是一个相对的值,单位也是相对的,可以不必列出,只用δ表示即可.

2.5组合单位表达不当

组合单位有相乘、相除和两者兼有3种情况:如相乘组合单位,欧[姆]米,Ω•m;相除组合单位,米每二次方秒,m/s2;相乘相除组合单位,瓦[特]每米开[尔文],W/(m•K).化学类稿件中主要存在组合单位符号中斜线表达不妥的情况.国家标准指出,当组合单位由一个单位除以另一个单位时,“除加括号以避免混淆外,在同一行内的斜线(/)之后不得有乘号或除号,但在复杂情况下可用负数幂或括号表示”.如“浅层地下水中氨氮质量浓度的增长速度为0.07mg/L/a”,这里的单位符号“mg/L/a”中有2条斜线,由于未加括号,形成在同一行内的斜线之后出现除号(/),易产生歧义.一般,当相除的组合单位可能产生误解时,应尽量用居中圆点,或斜线,或加括号的形式,以避免歧义.经分析可知,“mg•a/L”不符合句中的含义,应为“浅层地下水中氨氮质量浓度的增长速度为0.07mg/(L•a)”.2.6在单位符号上附加信息国家标准指出,在单位符号上附加表示量的特性和测量过程信息的标志是不正确的.化学类稿件中普遍存在以下问题:1)将元素符号插入单位符号中.如“12mg-Ca2+/L”,在质量浓度的单位符号“mg/L(毫克每升)”中插入钙离子的符号Ca2+,这是不规范的,应改为“Ca2+的质量浓度为12mg/L”,也可表示为ρ(Ca2+)=12mg/L.2)在单位符号上附加下标.如“测定该稀土配合物装饰的电极电压为3×10-3Vp-p”,这里Vp-p中的下标p(peak)代表峰值,p-p指电压单位为“双峰值伏特”.因此把测量条件与状态的信息附加在单位符号V上,同样不规范.应为“测定该稀土配合物装饰的电极电压的双峰值为3×10-3V”.同时,Ln(标准升)、Amax(最大安培)、Iex(激发峰强度)等都是错误的形式.3)将数字插入组合单位中.如“Na+含量为54mg/100g”,这里在mg/g中插入100,不规范.应为“Na+的质量分数为540μg/g”或“w(Na+)=540×10-3”.

3量和单位符号中的角标

GB3100~3200—93《量和单位》中规定:由于一个量可能有不同的限定条件和特征,为了表示不同的限定条件和特征,可在该量的符号上附加各种辅助性符号构成组合符号,如速度的符号为v,平均速度可用vav表示,最大速度可用vmax表示.以上可理解为,v是主符号,附加的下标av,max为辅助符号,其中av,max分别为average,maximum的缩写形式.一般,表示限定条件和特征的辅助符号包括上、下标,顶、底符号等[10],其中以下标形式最为常用.根据国家标准和国际性的有关规则,下标有正斜体、大小写之分,使用时要注意规范.一般,下标的正斜体使用原则:表示量、代表变动性数字和坐标轴的符号用斜体表示,其他均用正体表示.因此要规范、正确使用下标,必须弄明白每个下标符号的含义,才能正确区分它的字体(大小写、正斜体).另外,一般优先使用国家标准中限定的下标或其他辅助符号[12],如国家标准中的面密度ρA、体积流量qV,质量定压热容cp等,下标代表的都是变量,均应用斜体形式;而电极化率χe,势能Ep,阿伏加德罗常数NA,波尔磁子μB,相对原子质量Ar等,下标不代表量,只是英文名称的第一个字母,应为正体形式.

3.1下标的位置和字体不当

如“Zn是第n(n=1,2,3…)层的波阻抗”,句中Zn应是主符号与下标的关系,n代表变动性的数字,应排成斜体,不应是正体,同时,n应排在主符号Z的右下角,字体比主符号小.因此应为“Zn是第n(n=1,2,3,…)层的波阻抗”.又如“xmin为最小摩尔分数,xmax为最大摩尔分数”,这里xmin,xmax中min,max位置不当,它们是辅助符号,应为下标形式,即xmin,xmax.

3.2下标符号的正斜体

如“γp是质子旋磁比”,句中下标p应为正体.这里p为proton(质子)的首字母,质子为名词而非变量,p应为正体,应为γp.又如“cp为等压热容”,句中下标p代表的是压力(属于变量),不应为正体,应为斜体,即cp.又如“σP,σH为彼德森电导率和霍尔电导率”,下标P,H不代表变量,不应为斜体,又由于它们是人名的首字母,应该用大写字母表示,应为“σP,σH为彼德森电导率和霍尔电导率”.再以既有正体又有斜体的复合下标的符号举例分析,如“ρe,i为地球第i层的密度”,句中下标e(earth)不代表量,是英文名称的第一个字母,应排成正体,而i是表示变动的数字,应为斜体,应改为“ρe,i”.一般,复合下标的使用原则:表示量种类的下标置前,其他置后,符号之间可以适当留有空隙,也可以用逗号隔开,如Vm,B为物质B的摩尔体积.但不管是什么形式组合的下标,下标尽量简单明了,避免多踏步或多个字母组成复合下标.

3.3不该是下标的排成下标

如“wSiO2=67.14%”,句中把具体的物质SiO2当做下标,属于错误的表示形式.国家标准规定,代表物质的符号应表示成下标,如wB,φB(B代表物质B),但若是具体物质的符号及状态等应列入主符号齐线的圆括号中,如w(O2).句中SiO2是具体的化合物,不能以下标的形式表示,应表示为w(SiO2)=67.14%.3.4汉字做下标关于汉字能否做下标,国家标准中没有说明,但国家标准中列出的标有辅助符号(上下标)的量符号中,没有一个是用汉字做下标的,而是均用专门名称或者拉丁文、希腊文做下标.所以当找不到国际标准符号做下标时,可选择其他字母、汉语拼音或数字、符号等做下标,同时要对这些符号所代表的含义予以说明,但不建议使用汉字做下标.

科技期刊在保证刊发论文学术质量的同时,应规范化使用文中量和单位的符号,这不仅是刊物与国际期刊并进发展的基础,也有利于期刊的可持续发展.对于量的名称和符号的使用:优先使用标准化的量符号;不使用已经废止或旧的量名称;不可混淆物质的量名称;不可用量名称的缩写或简称代替量的符号;不用数量份额的英文缩写做单位符号;不可用化学符号代替量的符号.而对于单位符号的使用:不使用已经废止或不规范的单位符号;不使用英文名称的缩写形式表示量的符号;不可混淆单位符号的大小写;不可把表示数量份额的英文缩写当单位符号;不可在单位符号上附加信息;不可用汉字做下标;避免组合单位表达不当;避免下标的位置和字体不当;避免不该是下标的排成下标.因此科技期刊编辑部要以国际通用单位为基础,认真实施GB3100~3102—1993中关于量和单位的规范使用,这才有利于科技期刊的全面发展.