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元素

元素 Element,又称化学元素(Chemical element)。具有相同的核电荷数(核内质子数)的一类原子的总称。如等都是元素。不论它们以单质或化合物的形式存在,它们的核电荷数分别是1681626等。现已发现的元素有118种,包括地球上天然存在的94种和人工合成的24种。元素的原子序数等于每个原子中的质子数,例如所有碳原子的原子核中都含有6个质子,所以碳的原子序数是6。碳原子中可能有不同数量的中子,具有不同中子数的相同元素的原子被称为该元素的同位素。有80种元素至少有一种稳定同位素,38种元素只有放射性核素,随着时间的推移会衰变成其他元素。铁是构成地球最丰富的元素(质量),而氧是地壳中最常见的元素。元素在正常的条件下大多为固态(金属、铁等),只有少数几种为液态(等)和气态(惰性气体氦等)。根据元素主要性质的不同,可分为金属元素、半金属元素和非金属元素三大类,但有时很难划清界限。元素的化学性质总结在元素周期表中。

化学元素是构成宇宙的普通物质。然而,天文观测表明,普通的可观测物质只占宇宙物质的15 %左右,其余的是暗物质。这种暗物质成分未知,不是由化学元素组成。两种最轻的元素,氢和氦,大部分形成于宇宙大爆炸中,是宇宙中最常见的元素。锂、铍和硼主要由宇宙射线散裂形成。626个质子的元素,在主序星中通过恒星核内发生并持续生成。地球上丰富的氧,硅和铁反映了它们在这些恒星核中的生成是常见的反应。超过26个质子的元素形成于超新星核内,当它们爆炸时,将这些生成的元素抛向太空,然后可能并入到形成的行星中。

由同种元素组成的纯净物称单质,如H2N2等。一种元素可有多种单质,例如氧元素有氧气(O2)、臭氧(O3)等。单个元素可以形成多种不同结构的物质,它们被称为该元素的同素异形体,如碳,它可以构成是石墨,金刚石和富勒烯等。由多种不同元素构成的物质称为化合物,如CaCO3