概览

化学元素中最轻的两个元素分别是氢和氦，都是在宇宙形成的前20分钟由太初核合成所产生的 ，一开始的质量比率为3:1（原子数比例则为12:1） ，当时也产生了痕量的锂及铍。几乎其他自然存在的元素都是经由自然的核合成而产生的 。地球上有少量的新元素是由 核生成 （ 英语 ： nucleogenic ） （nucleogenic）反应产生，或是宇宙生成（cosmogenic）反应（例如宇宙射线散裂）所产生。地球上的新元素也都可能是放射性的衰变产物，衰变过程是一些放射性过程，例如α衰变、β衰变、自发裂变、 簇衰变 （ 英语 ： cluster decay ） 等，也有些较少见的衰变过程。

在自然界存在的94种化学元素中，原子序1至82的元素几乎有至少一个稳定同位素（只有原子序43的锝以及原子序61的钷例外）。对于某一个同位素，若始终没有观测到它的核衰变反应，即视为稳定同位素。原子序83至94的元素是放射性同位素，其中所有的同位素都有核衰变反应。其中有些元素，例如原子序83的铋、原子序90的钍及原子序92的铀有一个或多个半衰期很长的同位素，因此目前的同位素有可能是在太阳系形成之前，恒星核合成时产生的重金属。 铋209 （ 英语 ： bismuth-209 ） 的α衰变半衰期超过1.9×10 年，是目前估期宇宙寿命的十亿倍，是自然存在元素中，半衰期最长的元素，几乎可以视为是稳定同位素 。超重元素（在钚以后，原子序大于94的元素）其核衰变的半衰期非常短，因此不可能于自然界稳定存在，属于人工合成元素。

原子序

原子序数是一个原子核内质子的数量，也决定元素的性质 。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 。例如所有的碳原子的原子核都有六个质子，因此碳的原子序数是6 。碳原子可能会有不同个数的中子，这些就是碳的同位素 。

原子核中质子的个数决定了原子核的电荷，因此也决定了原子在电中性时的电子个数。电子会填入其原子轨道中，决定原子各种的化学性质。中子的个数对于原子的化学性质影响不大（氢及氘例外）。例如所有的碳原子因为有六个质子及六个电子，即使其中子可能有六个或是八个，其化学特性几乎相同。因此在化学上，是由原子序数来识别一化学元素的特性，而不是用其质量数。

一般原子序数会写在元素符号的左下方，例如

但因为一个元素的原子序数是确定的，因此这个值很少会这样写出来。

质量数

质量数是指中性原子的原子核内，质子数量和中子数量的和，质量数的数值都是整数。如 氧-16 （ 英语 ： Oxygen-16 ） 中性原子的原子核内质子数和中子数皆为8，故其质量数为16。有时会将质量数和原子序数（Z，质子数）分别标示在元素的左上角及左下角，如 16 8 O 即为质量数为16，原子序数为8的氧原子 。

同位素

同位素是指原子具有相同数目的电子和质子，但却有不同数目的中子的元素。例如氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中分别有0个中子，1个中子及2个中子，所以它们互为同位素。 其中，氘几乎比氕重一倍，而氚则几乎比氕重二倍。

原子量

质量数是原子中，质子数量和中子数量的和，而单一原子的原子量为表示该原子质量的实数，其单位为原子质量单位（amu或简称u）。一般而言，原子量和质量数会有些差异，不会完全相同，因为每个中子和每个质子的质量不是恰好都是1u，而原子量也会受到电子及核结合能的影响。例如氯-35的原子量若精确到五位小数，会是34.969u，而氯-35的原子量若精确到五位小数，会是36.966u。不过原子量以u为单位时的数值，和质量数的误差会在1%以内。唯一原子量是整数，和质量数完全相同的元素是碳12，因为依照原子质量单位的定义就是碳12原子在基态时质量的1/12，因此碳12的原子量就是12u。

相对原子量（relative atomic mass）以往也称为原子量，是在特定环境下找到同一元素同位素，以丰度加权后的原子量平均值，再除以原子质量单位（u）所得的值。数值可能是一个分数，例如氯的相对原子量为35.453，不太接近整数，原因是这个数值是76%的氯35及24%的氯37平均后的结果。

化学的纯元素及核子物理的的纯元素

化学家和核子物理学家对于“纯元素”会有不同的定义。在化学上，纯元素是指物质中全部（或是几乎是全部）的原子都有相同的原子序，或是质子个数相同。不过在核子物理上，纯元素是指物质中只有一种稳定的同位素

例如，铜缆中若99.99%的成分都是有29个质子的铜原子，以化学层面来看，即为有99.99%纯度的铜。不过一般的铜包括了二种同位素，69%的 Cu及31%的 Cu，两者中子数不同。相对的，金块在化学上或是在核子物理都是纯元素，因为一般的金只由一种同位素 Au组成。

命名法及符号

元素命名的决定不断变化，混杂了人类各种语言、文化、及对化学知识的理解 。化学元素的名称随着历史演进有不同来源，有从古代就有名称的、有采用炼金术师时代名称的、有采用神话的、有采用颜色的、有按地理名称取的、有按元素性质取名的、也有按人名取名的 。在现代慢慢接受发现者有权命名，然而国际纯粹与应用化合会（IUPAC），对于元素命名和符号有最终决定权 。

从1947年起IUPAC负起批淮元素名称的责任，并为每一个元素决定国际通用的单一符号，在此之前有不少元素有多个名字，如元素41铌的名字在欧洲和美洲间存有争议150年，至1949IUPAC决定采欧洲使用的名称 。截至2015年 ( 2015-Missing required parameter 1= month ! ) ，IUPAC治理全球化学知识，成为化学元素新发现及命名权的最终裁决法院，创立了国际认可的标准术语，这是在19世纪所明显没有的。在语言参与方面，由于历史和世界大战的政治因素，德文曾被数个包括IUPAC的国际科学组织抵制，其后在1929年的IUPAC，德文和意大利文才被授予IUPAC附属语言的地位 。

元素名称词源

从古代就有名称的元素共有9个，有7个金属金、银、汞、铜、铁、锡、铅、及2个非金属碳、与硫 。其中汞是古代中最晚发现的，圣经旧约提供了不少关于其他8个元素的资讯、但并未提及汞 。

炼金术师时代元素命名采用的是当时众所周知意义：如砷的取名Arsenic源于希腊语： arsenkikos 取其男性，阳刚之意、铋Bismuth的取名源于德语： Weisse Masse 取其白色物质、白色金属之意 。

采用星体名称的元素命名有：氦名Helium源于“太阳”的希腊语： Helios 、硒名Selenium源于“月亮”的希腊语： Selene 、碲名Tellurium源于“地”的拉丁语： Tellus 、铈名Cerium源于小行星谷神星的希腊语： Ceres （1801年发现小行星，1803年发现金属铈） 、铀（Uranus，Uranium）和镎（Neptune，Neptunium） 等等。

采用希腊及北欧等神话的元素命名有：铀名Uranium取自希腊神话第一位世界统治者Uranus、钒名Vanadium取自北欧神话的女神Vanadis、镎名Neptunium取自罗马神话的海神Neptune、等等 。

因为部分元素的性质或化学反应有颜色，所以有些元素的命名根源于颜色名：铬名Chromium源于希腊语： Chroma 指颜色、铷名Rubidium源于拉丁语： Rubidus 指最暗的红色、锆名Zirconium 源于波斯语： Zargun ‎指带金色的、等等 。

采用地名的元素命名有：钪名Scandium源于Scandinavia斯堪的纳维亚、铕名Europium源于Europe欧洲、钬名Holmium源于Stockholm斯德哥尔摩、钌名Ruthenium源于Ruthenia指俄罗斯、镅名Americium源于America指美洲、锎名Californium源于California指加州、等等 。

采用人名来为元素命名的数量较少，可能和瑞典化学家贝采利乌斯反对使用人名的坚定立场，当元素钨发现时世界在争论取名应该取wolfram还是 tungsten，著名德国矿物学家亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳提案以schelium 命名来表彰舍勒Scheele在氧化钨的研究成就，贝采利乌斯以两个理由唐突地拒绝此提案：“这命名从瑞典语的观点不适当，且我们同胞的不朽成就无需靠此来支撑。” 。

当超铀元素被人造时，采用人名来为元素命名变得常见：

锔Curium以玛丽和皮埃尔·居里（Marie and Pierre Curie）命名。

锿Einsteinium以爱因斯坦（Albert Einstein）命名。

镄Fermium以费米（Enrico Fermi）命名。

钔Mendelevium以德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫（Dmitrij Mendelejev）命名。

锘Nobelium以阿尔弗雷德·诺贝尔（Alfred Nobel）命名。

铹Lawrencium以回旋加速器的发明者欧内斯特·劳伦斯（Ernest O. Lawrence）命名。

元素符号

从古代就有名称的金属元素和天体相连结而有了符号，如金和太阳、银和月亮、铁和火星等等 。18世纪化学知识的快速发展使符号的使用更为迫要，有许多提案是采旧案外加额外的几何图形。瑞典化学家贝采利乌斯于1813年发展出一套简单提案 ：“让元素名称的第一个字母作为符号！或著从名称中取两个字母。但取的时候应该从元素的拉丁文名字取，这样这元素符号在所有国家都可以读得懂了。” 此符号系统中，第一个字母需大写，第二个字母（若有的话）需小写 。

贝采利乌斯所提的新符号系统很快在欧洲和美洲受到采纳，新元素的符号大多按此案原则定义，唯有铌的命名从该元素发现后在美洲及欧洲的争议不止，现今IUPAC于1949及1960年的决议已将元素41采用niobium和符号Nb 。

元素符号令人满意的成果是，不管国家语言是什么，全世界通用一套相同的化学元素符号语言。 。和欧美语言系统完全不同的国家如俄罗斯，中国，日本等等，用的也是以拉丁字母书写的元素符号 。

命名争议和区域政治

以欧洲国家成员为主力的IUPAC曾和美国化学代表机构如美国化学会在命名元素106?时发生争议 。

在1918年后，国际上元素的英文名称是通过国际纯粹与应用化合会（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。

中文命名法

  化学元素中文命名法创始人徐寿（1818年—1884年）

1850年代开始，西方化学传入中国，人们开始对其他元素命名。清末时，有两套元素命名方法，分别是同文馆和徐寿提出 。

1912年后，开始着手统一和改革元素名称，如21号元素由鉰改为钪。

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年确定了101-109号元素的名称。

已发现的118个元素列表

  化学元素周期表发明者德米特里·门捷列夫

以下表格列出已发现的118的元素，其元素名称可以连结到对应的化学元素条目，表格中还有以下的项目。

原子数、名称及元素符号都是用来区分各化学元素。

族、周期及分区和元素在周期表中的位置有关。

物质状态是元素在标准状况下的状态。

存在情形将元素分为三种：自然界存在的稳定化学元素、自然界存在，但没有稳定同位素的元素，以及人工合成的元素。

说明将元素作一简单的分类：分为碱金属、碱土金属、卤素、镧系元素、锕系元素、金属、半金属、惰性气体、非金属及过渡金属。

蕴藏量

蕴藏量即是地球中，所含元素数量，若依质量来排序现时地壳中含量最丰富的元素，前八个分别是氧（46.6%）、硅（27.7%）、铝（8.1%）、铁（5.0%）、钙（3.6%）、钠（2.8%）、钾（2.6%）、镁（2.1%） 。

若考虑包括地幔及地核的整个地球，含量最丰富的元素，前八个分别是铁（32.1%）、氧（30.1%）、硅（15.1%）、镁（13.9%）、硫（2.9%）、镍（1.8%）、钙（1.5%）及铝（1.4%） 。

历史

元素

 门德列夫1869年提出的周期表

定义的演变

化学元素的概念基本上是指无法再进一步分解的物质（严格来说，是用化学反应无法再进一步分解的物质），在历史上分为三个不同阶段的定义：早期的定义（类似古希腊时的定义）、化学上的定义及原子的定义。

早期的定义

“元素”一词在公元前360年被希腊哲学家柏拉图首先使用，在他的语录《蒂迈欧篇》 中，讨论了一些有机和无机的物质，这可算是最早期的化学著作。柏拉图假设了一些细微的物质有一些特别的几何结构： 正四面体（火）、正八面体（风）、正二十面体（水）、正六面体（地）及正十二面体（宇宙）。

除此之外，希腊哲学家恩培多克勒在其著作《论自然》（On Nature）中，使用了“根”(希腊文： ῥιζὤματα )一词。亚里斯多德在《 论天 （ 英语 ： On the Heavens ） 》等著作中构想出五元素说，在柏拉图的四种元素中再加上 以太 (精质)，亚里士多德对“元素”的正式定义见于《 形而上学 （ 英语 ： Metaphysics (Aristotle) ） 》 ：

建基于以上的理论，在公元790年，阿拉伯化学家贾比尔假设出金属由两种元素组成：硫，作为"火石"，用以解释其可燃性，和水银，用以解释理想中的金属性质。 到中世纪时，瑞士医生及炼金术士帕拉塞尔苏斯提出了三元素理论：硫使物质有可燃性，水银使物质有挥发性和稳定性，而物质使金属有固体性。

化学定义及原子定义

1661年，爱尔兰自然哲学家罗伯特·波义耳发现不止以往古人认为只有四个古典元素。1789年出现了第一个现代化的化学元素列表，其中包含33个元素，并有元素的基本资料。1818年，已发现元素增加至四十多种。门捷列夫于1869年发表的元素周期表中，有66种元素。

直到20世纪初，元素被定义为不能被分解成更简单的物质。换句话说，一种化学元素不能转化成其他化学元素。1913年，亨利·莫塞莱发现原子中的核电荷是原子的原子序，介定了目前原子的基础定义。1919年，有72个已知的元素。1955年，为了纪念门捷列夫，于是把第101种发现的元素命名为钔。现今，共发现了118种元素，参见元素周期表。

许多元素的发现及认可

有十种物质，人类在史前时代就已熟悉，后来确认是元素：分别是碳、铜、金、铁、铅、汞、银、硫、锡及锌。在公元1500年前又发现了其他元素的物质，分别是砷、锑及铋。在1750年之前又发现硫、钴及铂。

大部分存在在自然界的元素在1900年都已发现，包括：

一些现在在工业上常见的元素，例如铝、硅、镍、铬、镁及钨。

许多容易反应的金属，例如锂、钠、钾及钙。

氟、氯、溴及碘等卤素。

气体，例如氢、氧、氮、氦、氩、及氖。

大部分的稀土元素，包括铈、镧、钆及钕。

大部分常见的放射性元素，包括铀、钍、镭及氡。

在1900年之后发现的元素有：

最后三个自然界存在的稳定元素：铪、镥、铼。

钚，最早是由格伦·西奥多·西博格在1940年合成，但后来发现在自然界有半衰期长的同位素。

三个意外发现，自然界存在的元素（镎、钷、锝），一开始都是人工合成，后来发现在自然界的矿石样品中有痕量的元素。

铀或是钍的衰变产物（砹、钫及镤）

许多合成的超铀元素，从原子序较小的镅及锔开始

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