化學元素
化學元素(英语:Chemical element),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94種是存在於地球上。擁有原子序數大於83(即鉍之後的元素)都是不穩定,並會進行放射衰變。 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,即使是原子序數高達94,沒有穩定原子核的元素都一樣能在自然中找到,這就是鈾和釷的自然衰變。[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,更多的新元素將會被發現出來。
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。
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[编辑] 歷史
“元素”(希臘文:στοιχεῖον,拉丁文:stoicheia)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》(Timaeus) 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),及正六面體(地)。[2]
除此之外,希臘哲學家恩培多克勒(Empedocles)在其著作《論自然》中,使用了“根”(希臘文:ῥιζὤματα)一詞。亞里斯多德在《論天》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》[3]:
| “ | 元素的意思是指一種內在於事物,而事物最初由之構成,且不能被分解為其他類的東西,例如聲音的元素,就是構成了聲音,而聲音最終分解成它們,它們自身却不能分解為其他類的聲音。如果可分的話,只能分為同類的部分,例如,水的部分還是水,音節的部分就不是同一音節了。人們所說的物體的元素也是這樣,物體最終要分解為這些元素,而這些元素却不分散為其他的類。 | ” |
建基於以上的理論,在公元790年,阿拉伯化學家賈比爾(Jabir ibn-Hayyan (Geber))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。.[4]總括而言,這逐步形成了三個原理:硫使金屬有可燃性,水銀使金屬有揮發性和穩定性,而鹽使金屬有固體性。
[编辑] 概覽
[编辑] 原子序
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:
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。
[编辑] 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。
[编辑] 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,而氚則幾乎比氕重三倍。
[编辑] 發現歷史
元素的研究早在公元前300多年已經開始,柏拉圖,亞里士多德等著名哲學家亦有研究。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數,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。
[编辑] 命名法
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号以后的元素英文名称, 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日正是通过, 对101-109号元素重新定名。[5]
[编辑] 中文命名法
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。
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。1949年後,海峽兩岸對元素的命名有些不同,如95號元素,中國大陸命名為鎇,台灣命名為鋂。
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[6] [5] 。
[编辑] 歐洲命名法
以歐洲命名法命名的元素主要有以下幾個命名方法:
[编辑] 元素符號
每一種元素都有它的名稱及元素符號,產生元素符號的原因有很多,其中是方便表示元素及方便用於化學算式。
[编辑] 蘊藏量
蘊藏量即是地球中,所含元素數量,現時地殼含最豐富的元素是氧,其次是矽。
[编辑] 參看
[编辑] 外部連結
[编辑] 參考文獻
- ^ Earnshaw, A.; Greenwood, Norman. Chemistry of the Elements. 2. Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 978-0750633659.
- ^ Hillar, Marian. The Problem of the Soul in Aristotle's De anima. NASA WMAP [2006-08-10].
- ^ 形而上學/[古希臘]亞里士多德著;苗力田譯. 北京:中國人民大學出版社,2003. ISBN 7-300-05116-2.
- ^ Strathern, Paul. (2000). Mendeleyev’s Dream – the Quest for the Elements. New York: Berkley Books.
- ^ 5.0 5.1 关于101—109号元素中文定名的说明. 科技术语研究. 1998 (1): 17-18.
- ^ 全国科学技术名词审定委员会公布101—109号元素的中文名称. 科技术语研究. 1998 (1): 17.
| 元素週期表 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||||||||||||
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||||||||||||
| Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |||||||||||
| Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo | |||||||||||
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