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化學元素：修订间差异

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半衰期遠大於宇宙年齡的同位素可視為穩定。撤销南极的熊（讨论）的版本43054669
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[[鍊金術|鍊金術師]]時代元素命名採用的是當時眾所周知意義：如[[砷]]的取名Arsenic源於{{lang-gr|arsenkikos}}取其男性，陽剛之意、[[鉍]]Bismuth的取名源於{{lang-de|Weisse Masse}}取其白色物質、白色金屬之意{{R|元素百科全書Enghag2008|page1=72}}。
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採用[[希臘]]及[[北歐]]等神話的元素命名有：[[鈾]]名Uranium取自希臘神話第一位世界統治者Uranus、[[釩]]名Vanadium取自北歐神話的女神Vanadis、[[錼]]名Neptunium取自羅馬神話的海神Neptune、等等{{R|元素百科全書Enghag2008|page1=74}}。

2017年2月4日 (六) 01:16的版本

注意：本页有Unihan新版汉字：「䤭、䥑、鿏、鿔、𨧀、𨭎、𨨏、𨭆、𫟼、𫓧、𫟷、𬬭、𬬻」，這些字符可能會错误显示，詳见Unicode扩展汉字。
上方：化学元素周期表，下方：一些元素的様品，從左到右分別是：氫、鋇、銅、鈾、溴及氦

化學元素指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质，它们只由一种原子组成，其原子中的每一核子具有同样数量的質子，用一般的化学方法不能使之分解，并且能构成一切物质。一些常見元素的例子有氫、氮和碳。到2012年為止，總共有118種元素被發現，其中地球上有94種。

原子序數大於83的元素（即鉍之後的元素）沒有穩定的同位素，會進行放射衰變。另外，第43和第61種元素（即锝和鉕）沒有穩定的同位素，會進行衰變。可是，即使是原子序數大於94，沒有穩定原子核的元素，有些仍存在在自然界中，如鈾、釷、钚等天然放射性核素。[1] 所有化學物質都包含元素，即任何物質都包含元素，隨著人工的核反應，會發現更多的新元素。

1923年，国际原子量委员会作出决定：化学元素是根据原子核电荷的多少对原子进行分类的一种方法，把核电荷数相同的一类原子称为一种元素。[2]

概覽

原子序

主条目：原子序数

原子序数是一个原子核内质子的数量。拥有同一原子序数的原子属于同一化学元素。原子序数的符号是Z。

一般原子序数被写在元素符号的左下方：

1H是氢，8O是氧。

但因为一个元素的原子序数总是确定的，因此这个值很少被这样写出来。

質量數

主条目：質量數

質量數是指中性原子的原子核內，質子數目和中子數目的和。

同位素

主条目：同位素

同位素是指原子具有相同數目的電子和質子，但卻有不同數目的中子的元素。例如氕、氘和氚，它們原子核中都有1個質子，但是它們的原子核中分別有0個中子，1個中子及2個中子，所以它們互為同位素。 其中，氘幾乎比氕重一倍，而氚則幾乎比氕重二倍。

命名法及符號

主条目：IUPAC元素系统命名法和化學元素名稱詞源列表

元素命名的決定不斷變化，混雜了人類各種語言、文化、及對化學知識的理解[3]。化學元素的名稱隨著歷史演進有不同來源，有從古代就有名稱的、有採用鍊金術師時代名稱的、有採用神話的、有採用顏色的、有按地理名稱取的、有按元素性質取名的、也有按人名取名的[4]。在現代慢慢接受發現者有權命名，然而國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC），對於元素命名和符號有最終決定權[4]:72。

從1947年起IUPAC負起批淮元素名稱的責任，並為每一個元素決定國際通用的單一符號，在此之前有不少元素有多個名字，如元素41铌的名字在歐洲和美洲間存有爭議150年，至1949IUPAC決定採歐洲使用的名稱[3]。截至2015年 (2015-Missing required parameter 1=month!)，IUPAC治理全球化學知識，成為化學元素新發現及命名權的最終裁決法院，創立了國際認可的標準術語，這是在19世紀所明顯沒有的。在語言參與方面，由於歷史和世界大戰的政治因素，德文曾被數個包括IUPAC的國際科學組織抵制，其後在1929年的IUPAC，德文和義大利文才被授予IUPAC附屬語言的地位[5]。

根據中華民國科学技术名词审定委员会的說法，元素英文名称的国际定名是透过IUPAC讨论决定的[6]，該會化学名词审定分委员会於1998年召開的无机化学名词组扩大会议，根据IUPAC對101至109號的元素名稱重新命名，审定對应的中文命名[7]。 IUPAC對101-11號元素重新命名後，兩岸化學專家經研討對中文定名達成一致，截至2014年 (2014-Missing required parameter 1=month!)100號之後的化學元素，兩岸名稱是完全一致的[8]。

元素名稱詞源

從古代就有名稱的元素共有9個，有7個金屬金、銀、水銀、銅、鐵、錫、鉛、及2個非金屬碳、與硫[4]:72。其中水銀是古代中最晚發現的，聖經舊約提供了不少關於其他8個元素的資訊、但並未提及水銀[4]:72。

鍊金術師時代元素命名採用的是當時眾所周知意義：如砷的取名Arsenic源於希臘語：arsenkikos取其男性，陽剛之意、鉍Bismuth的取名源於德語：Weisse Masse取其白色物質、白色金屬之意[4]:72。

採用星體名稱的元素命名有：氦名Helium源於「太陽」的希臘語：Helios、硒名Selenium源於「月亮」的希臘語：Selene、碲名Tellurium源於「地」的拉丁語：Tellus、鈰名Cerium源於小行星谷神星的希臘語：Ceres（1801年發現小行星，1803年發現金屬鈰）[4]:73、鈾（Uranus，Uranium）和錼（Neptune，Neptunium）[9]等等。

採用希臘及北歐等神話的元素命名有：鈾名Uranium取自希臘神話第一位世界統治者Uranus、釩名Vanadium取自北歐神話的女神Vanadis、錼名Neptunium取自羅馬神話的海神Neptune、等等[4]:74。

因為部份元素的性質或化學反應有顏色，所以有些元素的命名根源於顏色名：鉻名Chromium源於希臘語：Chroma指顏色、銣名Rubidium源於拉丁語：Rubidus指最暗的紅色、鋯名Zirconium 源於波斯語：Zargun‎指帶金色的、等等[4]:74。

採用地名的元素命名有：鈧名Scandium源於Scandinavia斯堪的納維亞、銪名Europium源於Europe歐洲、钬名Holmium源於Stockholm斯德哥爾摩、 釕名Ruthenium源於Ruthenia指俄羅斯、鋂名Americium源於America指美洲、鉲名Californium源於California指加州、等等[4]:75。

採用人名來為元素命名的數量較少，可能和瑞典化學家贝采利乌斯反對使用人名的堅定立場，當元素鎢發現時世界在爭論取名應該取wolfram還是 tungsten，著名德國礦物學家亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳提案以schelium 命名來表彰舍勒Scheele在氧化鎢的研究成就，贝采利乌斯以兩個理由唐突地拒絕此提案：「這命名從瑞典語的觀點不適當，且我們同胞的不朽成就無需靠此來支撐。」[4]:76。

當超铀元素被人造時，採用人名來為元素命名變得常見：[4]:76

元素符號

主条目：元素符號列表

從古代就有名稱的金屬元素和天體相連結而有了符號，如金和太陽、銀和月亮、鐵和火星等等[4]:76。18世紀化學知識的快速發展使符號的使用更為迫要，有許多提案是採舊案外加額外的幾何圖形。瑞典化學家贝采利乌斯於1813年發展出一套簡單提案[10]：「讓元素名稱的第一個字母作為符號！或著從名稱中取兩個字母。但取的時候應該從元素的拉丁文名字取，這樣這元素符號在所有國家都可以讀得懂了。」[4]:78此符號系統中，第一個字母需大寫，第二個字母（若有的話）需小寫[10]。

贝采利乌斯所提的新符號系統很快在歐洲和美洲受到採納，新元素的符號大多按此案原則定義，唯有元素41的命名從該元素發現後在美洲及歐洲的爭議不止，現今IUPAC於1949及1960年的決議已將元素41採用niobium和符號Nb[4]:78-9。

元素符號令人滿意的成果是，不管國家語言是什麼，全世界通用一套相同的化學元素符號語言。[4]:79。和歐美語言系統完全不同的國家如俄羅斯，中國，日本等等，用的也是以拉丁字母書寫的元素符號[4]:79。

命名争议和區域政治

以歐洲國家成員為主力的IUPAC曾和美國化學代表機構如美國化學會在命名元素106𨭎時發生爭議[11]。

在1918年後，国际上元素的英文名称是通过国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）讨论决定的。103号元素以前，元素命名没有产生过争议。但是104号以后，西方和苏联多次发生命名上的争议。1977年IUPAC宣布100号以后的元素名称，不再使用以人名、国名、地名和机构名等来命名的方法，而采用拉丁文和希腊文混合数字词头加词尾-ium来命名,符号采用三个字母来表示,如104号元素命名为unnilquadium，符号Unq。但是这种命名方法仍然存在争议。到1994年，IUPAC提出恢复原来的命名方式，并在1997年8月27日正式通过，对101-109号元素重新定名。[12]

中文命名法

化学元素中文命名法创始人徐寿（1818年—1884年）
主条目：中文元素命名法

古中國對部分元素有特別名稱，如鐵、金等早已被命名。1850年代開始，西方化學傳入中國，中國人開始對其他元素命名。清末時，中國有至少兩套元素命名方法，分別是同文館和徐壽提出[13]。

辛亥革命後，中國開始著手統一和改革元素名稱，如21號元素由鉰改為鈧。[來源請求]1949年後，兩岸三地對元素的命名有些不同，如95號元素，中國大陸和香港命名為鎇[14]，台灣命名為鋂[15]。

IUPAC對101-11號元素重新命名後，兩岸化學專家經研討對中文定名達成一致，截至2014年 (2014-Missing required parameter 1=month!)100號之後的兩岸化學元素名稱是完全一致的。 [8]

中国大陆1955年制定的《化学命名原则》包括了102个元素名称，1980年重新制定后包括了105个元素名称，1998年中国大陆和台湾共同确定了101-109号元素的名称。[16] [12] [可疑]。

已發現的118個元素列表

化学元素周期表发明者德米特里·门捷列夫

以下表格列出已發現的118的元素，其元素名稱可以連結到對應的化學元素條目，表格中還有以下的項目。

化學元素列表
原子序 繁体名稱 簡體名稱 符號 族 週期 分区 标准状况下的
狀態 		存在情形 說明
1 氫 氢 H 1 1 s 氣體 自然界 非金屬
2 氦 氦 He 18 氣體 自然界 惰性氣體
3 鋰 锂 Li 1 2 s 固體 自然界 鹼金屬
4 鈹 铍 Be 2 固體 自然界 鹼土金屬
5 硼 硼 B 13 p 固體 自然界 半金屬
6 碳 碳 C 14 固體 自然界 非金屬
7 氮 氮 N 15 氣體 自然界 非金屬
8 氧 氧 O 16 氣體 自然界 非金屬
9 氟 氟 F 17 氣體 自然界 鹵素
10 氖 氖 Ne 18 氣體 自然界 惰性氣體
11 鈉 钠 Na 1 3 s 固體 自然界 鹼金屬
 

12

鎂 镁 Mg 2 固體 自然界 鹼土金屬
13 鋁 铝 Al 13 p 固體 自然界 金屬
14 硅、矽 硅 Si 14 固體 自然界 半金屬
15 磷 磷 P 15 固體 自然界 非金屬
16 硫 硫 S 16 固體 自然界 非金屬
17 氯 氯 Cl 17 氣體 自然界 鹵素
18 氬 氩 Ar 18 氣體 自然界 惰性氣體
19 鉀 钾 K 1 4 s 固體 自然界 鹼金屬
20 鈣 钙 Ca 2 固體 自然界 鹼土金屬
21 鈧 钪 Sc 3 d 固體 自然界 過渡金屬
22 鈦 钛 Ti 4 固體 自然界 過渡金屬
23 釩 钒 V 5 固體 自然界 過渡金屬
24 鉻 铬 Cr 6 固體 自然界 過渡金屬
25 錳 锰 Mn 7 固體 自然界 過渡金屬
26 鐵 铁 Fe 8 固體 自然界 過渡金屬
27 鈷 钴 Co 9 固體 自然界 過渡金屬
28 鎳 镍 Ni 10 固體 自然界 過渡金屬
29 銅 铜 Cu 11 固體 自然界 過渡金屬
30 鋅 锌 Zn 12 固體 自然界 過渡金屬
31 鎵 镓 Ga 13 p 固體 自然界 金屬
32 鍺 锗 Ge 14 固體 自然界 半金屬
33 砷 砷 As 15 固體 自然界 半金屬
34 硒 硒 Se 16 固體 自然界 非金屬
35 溴 溴 Br 17 液體 自然界 鹵素
36 氪 氪 Kr 18 氣體 自然界 惰性氣體
37 銣 铷 Rb 1 5 s 固體 自然界 鹼金屬
38 鍶 锶 Sr 2 固體 自然界 鹼土金屬
39 釔 钇 Y 3 d 固體 自然界 過渡金屬
40 鋯 锆 Zr 4 固體 自然界 過渡金屬
41 鈮 铌 Nb 5 固體 自然界 過渡金屬
42 鉬 钼 Mo 6 固體 自然界 過渡金屬
43 鎝、鍀 锝 Tc 7 固體 無穩定同位素 過渡金屬
44 釕 钌 Ru 8 固體 自然界 過渡金屬
45 銠 铑 Rh 9 固體 自然界 過渡金屬
46 鈀 钯 Pd 10 固體 自然界 過渡金屬
47 銀 银 Ag 11 固體 自然界 過渡金屬
48 鎘 镉 Cd 12 固體 自然界 過渡金屬
49 銦 铟 In 13 p 固體 自然界 金屬
50 錫 锡 Sn 14 固體 自然界 金屬
51 銻 锑 Sb 15 固體 自然界 半金屬
52 碲 碲 Te 16 固體 自然界 半金屬
53 碘 碘 I 17 固體 自然界 鹵素
54 氙 氙 Xe 18 氣體 自然界 惰性氣體
55 銫 铯 Cs 1 6 s 固體 自然界 鹼金屬
56 鋇 钡 Ba 2 固體 自然界 鹼土金屬
57 鑭 镧 La 3 f 固體 自然界 鑭系元素
58 鈰 铈 Ce 3 固體 自然界 鑭系元素
59 鐠 镨 Pr 3 固體 自然界 鑭系元素
60 釹 钕 Nd 3 固體 自然界 鑭系元素
61 鉕 钷 Pm 3 固體 無穩定同位素 鑭系元素
62 釤 钐 Sm 3 固體 自然界 鑭系元素
63 銪 铕 Eu 3 固體 自然界 鑭系元素
64 釓 钆 Gd 3 固體 自然界 鑭系元素
65 鋱 铽 Tb 3 固體 自然界 鑭系元素
66 鏑 镝 Dy 3 固體 自然界 鑭系元素
67 鈥 钬 Ho 3 固體 自然界 鑭系元素
68 鉺 铒 Er 3 固體 自然界 鑭系元素
69 銩 铥 Tm 3 固體 自然界 鑭系元素
70 鐿 镱 Yb 3 固體 自然界 鑭系元素
71 鎦、鑥 镥 Lu 3 6（续） d 固體 自然界 鑭系元素
72 鉿 铪 Hf 4 固體 自然界 過渡金屬
73 鉭 钽 Ta 5 固體 自然界 過渡金屬
74 鎢 钨 W 6 固體 自然界 過渡金屬
75 錸 铼 Re 7 固體 自然界 過渡金屬
76 鋨 锇 Os 8 固體 自然界 過渡金屬
77 銥 铱 Ir 9 固體 自然界 過渡金屬
78 鉑 铂 Pt 10 固體 自然界 過渡金屬
79 金 金 Au 11 固體 自然界 過渡金屬
80 汞 汞 Hg 12 液體 自然界 過渡金屬
81 鉈 铊 Tl 13 p 固體 自然界 金屬
82 鉛 铅 Pb 14 固體 自然界 金屬
83 鉍 铋 Bi 15 固體 自然界 金屬
84 釙 钋 Po 16 固體 無穩定同位素 金屬
85 砈、砹 砹 At 17 固體 無穩定同位素 鹵素
86 氡 氡 Rn 18 氣體 無穩定同位素 惰性氣體
87 鍅、鍅 钫 Fr 1 7 s 固體 無穩定同位素 鹼金屬
88 鐳 镭 Ra 2 固體 無穩定同位素 鹼土金屬
89 錒 锕 Ac 3 f 固體 無穩定同位素 錒系元素
90 釷 钍 Th 3 固體 自然界 錒系元素
91 鏷 镤 Pa 3 固體 無穩定同位素 錒系元素
92 鈾 铀 U 3 固體 自然界 錒系元素
93 錼、錼 镎 Np 3 固體 無穩定同位素 錒系元素
94 鈽、鈈 钚 Pu 3 固體 自然界 錒系元素
95 鋂、鎇 镅 Am 3 固體 無穩定同位素 錒系元素
96 鋦 锔 Cm 3 固體 無穩定同位素 錒系元素
97 鉳、錇 锫 Bk 3 固體 無穩定同位素 錒系元素
98 鉲、鐦 锎 Cf 3 固體 無穩定同位素 錒系元素
99 鑀、鎄 锿 Es 3 固體 人工合成 錒系元素
100 鐨 镄 Fm 3 固體 人工合成 錒系元素
101 鍆 钔 Md 3 固體 人工合成 錒系元素
102 鍩 锘 No 3 固體 人工合成 錒系元素
103 鐒 铹 Lr 3 7（续） d 固體 人工合成 錒系元素
104 鑪、釒拉 𬬻 Rf 4 型態不明 人工合成 過渡金屬
105 𨧀、釒都 𬭊 Db 5 型態不明 人工合成 過渡金屬
106 𨭎、䤭 𬭳 Sg 6 型態不明 人工合成 過渡金屬
107 𨨏 𬭛 Bh 7 型態不明 人工合成 過渡金屬
108 𨭆 𬭶 Hs 8 型態不明 人工合成 過渡金屬
109 䥑 鿏 Mt 9 型態不明 人工合成 過渡金屬
110 鐽 𫟼 Ds 10 型態不明 人工合成 過渡金屬
111 錀 𬬭 Rg 11 型態不明 人工合成 過渡金屬
112 鎶 鿔 Cn 12 型態不明 人工合成 過渡金屬
113     Nh 13 p   人工合成  
114 鈇 𫓧 Fl 14   人工合成  
115     Mc 15   人工合成  
116 鉝 𫟷 Lv 16   人工合成  
117     Ts 17   人工合成  
118     Og 18   人工合成  

蘊藏量

主条目：地球的地殼元素豐度列表

蘊藏量即是地球中，所含元素數量，若依質量來排序現時地殼中含量最豐富的元素，前八個分別是氧（46.6%）、矽（27.7%）、鋁（8.1%）、鐵（5.0%）、鈣（3.6%）、鈉（2.8%）、鉀（2.6%）、鎂（2.1%）[17]。

若考慮包括地函及地核的整個地球，含量最豐富的元素，前八個分別是鐵（32.1%）、氧（30.1%）、矽（15.1%）、鎂（13.9%）、硫（2.9%）、鎳（1.8%）、鈣（1.5%）及鋁（1.4%）[18]。

歷史

門德列夫1869年提出的週期表

定義的演變

化學元素的概念基本上是指無法再進一步分解的物質（嚴格來說，是用化學反應無法再進一步分解的物質），在歷史上分為三個不同階段的定義：早期的定義（類似古希臘時的定義）、化學上的定義及原子的定義。

早期的定義

主条目：元素

“元素”一詞在公元前360年被希臘哲學家柏拉圖首先使用，在他的語錄《蒂邁歐篇》 中，討論了一些有機和無機的物質，這可算是最早期的化學著作。柏拉圖假設了一些細微的物質有一些特別的 幾何結構： 正四面體（火）、正八面體（風）、正二十面體（水）、正六面體（地）及正十二面體（宇宙）。[19]

除此之外，希臘哲學家恩培多克勒在其著作《論自然》（On Nature）中，使用了“根”(希臘文： ῥιζὤματα)一詞。亞里斯多德在《論天（英语：On the Heavens）》等著作中構想出五元素說，在柏拉圖的四種元素中再加上以太(精質)，亞里士多德對“元素”的正式定義見於《形而上學（英语：Metaphysics (Aristotle)）》[20]：

建基於以上的理論，在公元790年，阿拉伯化學家賈比爾假設出金屬由兩種元素組成：硫，作為"火石"，用以解釋其可燃性，和水銀，用以解釋理想中的金屬性質。[21]到中世紀時，瑞士醫生及鍊金術士帕拉塞爾蘇斯提出了三元素理論：硫使物質有可燃性，水銀使物質有揮發性和穩定性，而物質使金屬有固體性。

化學定義及原子定義

1661年，愛爾蘭自然哲學家羅伯特·波義耳發現不止以往古人認為只有四個古典元素。1789年出現了第一個現代化的化學元素列表，其中包含33個元素，並有元素的基本資料。1818年，已發現元素增加至四十多種。門捷列夫於1869年發表的元素週期表中，有66種元素。

直到20世紀初，元素被定義為不能被分解成更簡單的物質。換句話說，一種化學元素不能轉化成其他化學元素。1913年，亨利·莫塞萊發現原子中的核電荷是原子的原子序，介定了目前原子的基礎定義。1919年，有72個已知的元素。1955年，為了紀念門捷列夫，於是把第101種發現的元素命名為鍆。現今，共發現了118種元素，參見元素週期表。

許多元素的發現及認可

参见：化學元素發現年表

有十種物質，人類在史前時代就已熟悉，後來確認是元素：分別是碳、銅、金、鐵、鉛、汞、銀、硫、錫及鋅。在西元1500年前又發現了其他元素的物質，分別是砷、銻及鉍。在1750年之前又發現硫、鈷及鉑。

大部份存在在自然界的元素在1900年都已發現，包括：

在1900年之後發現的元素有：

  • 最後三個自然界存在的穩定元素：鉿、镥、铼。
  • 钚，最早是由格倫·西奧多·西博格在1940年合成，但後來發現在自然界有半衰期長的同位素。
  • 三個意外發現，自然界存在的元素（镎、钷、锝），一開始都是人工合成，後來發現在自然界的礦石樣品中有痕量的元素。
  • 鈾或是钍的衰變產物（砈、鍅及镤）
  • 許多合成的超铀元素，從原子序較小的镅及锔開始

近來發現的元素

第一個超铀元素（原子序大於92的元素）镎是在1940年發現。到2016年1月份為止，國際純化學和應用化學聯合會已經認可了118種元素的發現。112號元素的發現是在2009年認可的，建議取名為鎶（copernicium），元素符號Cn[22]，名稱及符號是在2010年2月19日由IUPAC所認可[23]。目前已合成的最重的元素應該是118號元素Og，在2006年10月9日在俄羅斯杜布纳杜布纳联合原子核研究所的核反應器中製備[24][25]。117號元素Ts是目前最晚發現的元素，在2009年發現[26]。IUPAC已在2011年6月正式認可了鈇及鉝二個元素，原子序分別是114及116，並且在2012年5月認可其名稱[27]。IUPAC在2015年12月認可了第113、115、117及118號元素[28]，在2016年6月8日宣布其預計要使用的名稱，這些元素名稱分別是nihonium（113, Nh）、moscovium（115, Mc）、tennessine（117, Ts）及oganesson（118, Og），預計會在2016年底正式通過[29]。

參考文獻

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外部連結

参见

 元素周期表
  IA
1 		IIA
2 		IIIB
3 		IVB
4 		VB
5 		VIB
6 		VIIB
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18
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