一、元素概念的含義

化學(xué)元素（簡稱元素）是具有相同核電荷數(shù)（核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱，是構(gòu)成世間所有物質(zhì)的最基本組成要素。這一現(xiàn)代定義精準(zhǔn)揭示了元素的本質(zhì)——元素的種類由原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)唯一決定，與中子數(shù)、核外電子數(shù)的差異無關(guān)，即使同種元素的原子質(zhì)量不同（中子數(shù)不同），仍歸為同一類元素。

元素概念歷經(jīng)漫長演變：古代有中國“五行說”、古希臘“四元素說”等樸素觀念；1661年玻意耳擺脫傳統(tǒng)束縛，提出元素是無法用化學(xué)方法分解的簡單物質(zhì)；1789年拉瓦錫編制首張化學(xué)元素表，明確元素分類準(zhǔn)則；19世紀(jì)原子論、分子論建立后，元素被定義為“同種類的原子”；直至電子和原子核結(jié)構(gòu)被揭示，才形成如今以質(zhì)子數(shù)為核心的科學(xué)定義。

二、元素概念的要點

（一）本質(zhì)特征：質(zhì)子數(shù)決定元素種類

質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）是元素的“身份標(biāo)識”，只要原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，無論原子處于何種狀態(tài)（單質(zhì)或化合物）、中子數(shù)是否不同，都屬于同一種元素。例如，質(zhì)子數(shù)為6的原子，無論存在于金剛石（單質(zhì)）還是二氧化碳（化合物）中，均為碳元素；氫元素的三種同位素（氕、氘、氚），中子數(shù)分別為0、1、2，但質(zhì)子數(shù)均為1，仍歸為氫元素。同時，元素的化學(xué)性質(zhì)主要由核外電子數(shù)（取決于質(zhì)子數(shù)）決定，尤其是最外層電子數(shù)。

（二）宏觀與微觀的關(guān)聯(lián)：元素與原子的區(qū)別

元素是宏觀概念，僅描述物質(zhì)的組成類別，只講種類、不講個數(shù)，例如“水由氫元素和氧元素組成”，不能說“2個氫元素”；原子是微觀粒子，既講種類也講個數(shù)，是構(gòu)成元素的基本單元。二者的聯(lián)系的是：同種元素由質(zhì)子數(shù)相同的一類原子構(gòu)成，原子的組合與結(jié)合形成了不同物質(zhì)，進(jìn)而體現(xiàn)元素的存在價值。

（三）存在形態(tài)：游離態(tài)與化合態(tài)

自然界中元素主要以兩種形態(tài)存在：游離態(tài)（單質(zhì)形式）和化合態(tài)（化合物形式）。多數(shù)元素因化學(xué)性質(zhì)較活潑，以化合態(tài)存在，如氧元素多存在于水、氧化物中；少數(shù)性質(zhì)穩(wěn)定的元素可長期以游離態(tài)存在，如氣體單質(zhì)氧氣、氮氣，金屬單質(zhì)金、銀等。元素的存在形態(tài)由其化學(xué)性質(zhì)決定，且可通過化學(xué)反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化。

（四）分類方式：按性質(zhì)與周期表位置劃分1. 按化學(xué)性質(zhì)劃分：分為金屬元素、非金屬元素和稀有氣體元素。金屬元素（如鐵、鋁、汞）多具有金屬光澤、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，易失電子形成陽離子；非金屬元素（如氧、碳、氯）形態(tài)多樣，多為氣體或固體，易獲得電子或形成共價鍵；稀有氣體（如氦、氖、氬）為單原子分子，價電子層全滿，化學(xué)性質(zhì)極不活潑。2. 按周期表位置劃分：分為主族元素、過渡元素和內(nèi)過渡元素。主族元素位于s區(qū)和p區(qū)，化學(xué)性質(zhì)典型；過渡元素位于d區(qū)，多有可變價態(tài)，常作催化劑；內(nèi)過渡元素位于f區(qū)（鑭系、錒系），多為放射性元素。（五）元素符號與命名規(guī)范元素符號由拉丁字母表示，書寫遵循“一大二小”原則（首字母大寫，次字母小寫，如Fe、Cu），兼具表示一種元素和該元素一個原子的意義（如H既指氫元素，也指一個氫原子）。元素的認(rèn)定與命名由國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）負(fù)責(zé)，命名多源于元素特性、產(chǎn)地或科學(xué)家姓名，如碘（因單質(zhì)呈紫黑色得名）、鍺（紀(jì)念德國）、鋦（紀(jì)念居里夫人）。（六）與元素周期表的關(guān)聯(lián)1869年門捷列夫在前人研究基礎(chǔ)上，按相對原子質(zhì)量排序編制元素周期表，后修正為按原子序數(shù)（質(zhì)子數(shù)）排列，元素性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化，這一規(guī)律源于核外電子排布的周期性。周期表縱軸為族（同族元素價電子數(shù)相同，性質(zhì)相似），橫軸為周期（周期數(shù)等于核外電子層數(shù)）。目前周期表收錄118種元素，其中94種為自然存在，24種為人工合成，第七周期已被填滿，科學(xué)家仍在探尋119號及以上元素。元素的核心是“質(zhì)子數(shù)相同的一類原子的總稱”，質(zhì)子數(shù)決定元素種類和化學(xué)性質(zhì)，其存在形態(tài)、分類均與性質(zhì)緊密相關(guān)，元素周期表則系統(tǒng)呈現(xiàn)了元素的周期性規(guī)律。理解元素概念，是掌握物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及化學(xué)變化規(guī)律的基礎(chǔ)。