核电荷数和核电荷数的元素
历史上元素概念演变的基本线索。起初,在化学被确立为科学之前,元素是世界万物的起源和基础。在近代化学的形成时期,继承了原有的基本思想,演变为物质分解的极限,将元素视为不可分解或不可分解的物质。随着分解物质的技术和方法的进步,这个元素的概念包括了对象的范围(元素概念的外延),首先大于元素的实际范围,然后等于和小于元素的实际范围。到了20世纪,所有元素都可以分解,这种元素概念已经不能反映元素的真实情况。在现代化学的发展中,不可分解或不能分解的特性被遗传并转移到原子上。基于化学原子数理论,化学元素的概念获得了新的含义,化学元素表现为一种原子量相同的原子。在现代化学中,原子量已被证明不是元素概念的基本特征,但在元素周期表中的位置仍保留其意义,并在此基础上进一步丰富和发展,揭示了化学元素的本质特征,即具有相同核电荷数的原子形态。化学元素的含义是通过概念之间的关系来揭示的。在这个演变过程中,化学元素的意义是通过它与其他概念的关系来表达的,或者说是通过概念之间的关系来揭示的。具体来说,有三种关系:第一种关系,元素与化合物的关系。元素是化合物分解的极限,也是组成化合物的成分。这个构件的具体物质形态是什么?这就需要考察第二种关系,即元素与原子的关系。从这个关系来看,元素是一种原子,或者说是一类原子。按照现代的观点,元素是以带相同核电荷(原子核内质子数)的原子的形式,或者是一种带相同核电荷(原子核内质子数)的原子。从这个意义上说,元素和原子有相似性,每个化学元素符号既代表一种元素,也代表那种元素。但是元素和原子是有区别的,不能混淆。从化学或科学的角度来看,元素是代表组成的概念,而原子可以代表物质的组成、结构、不连续性和粒度。所以元素和单质既有联系又有区别。三个关系,三个意思是密切相关的。其中,化学元素按照现代的观点是质子(核电荷)数相同的原子,这是化学元素概念的核心。它指出了化学元素的物质含量,另外两个关系指出了元素的存在形式。化合物是不同元素的存在形式,单质是同一元素在自由状态下的存在形式。元素和原子是有区别的。正如上面刚刚指出的,元素和原子有区别,化学元素意义上的原子量和原子意义上的原子量也有区别。氧同位素发现后,物理学中采用O16=16.00作为原子量基准,化学中仍采用天然氧的原子量作为基准。1960年,国际物理学会接受了德国质谱仪Martas的建议,采用C12=12.00作为测定原子量的基准。1961年,国际化学会也采用了这个基准。尽管如此,化学中的原子量还是不同于物理中的原子量,或者说元素的原子量不同于原子的原子量。原子的原子量(或物理学中的原子量)是指历史上的原子量,但重量和质量是有区别的,重量是一个变量。国际原子能委员会认为原子(重量)一词在历史上已经形成,并被使用者所理解,进而提出“原子质量”代表核素的量,以区别于元素的原子量。核素和元素也不一样。核素和元素不一样。元素是指具有相同质子数的同种原子,而核素是具有一定质子数和一定中子数的原子。每种元素都有一种或两种以上的核素。现在已知元素109,已知核素2000多种。核素和同位素也有区别。同位素是指同一种元素在元素周期表中占据相同位置的质子数相同而中子数不同的原子,而核素是指质子数和中子数相同的原子。
从发展的角度来看,过去用放射性“元素”和非放射性“元素”代替“核素”。称之为稳定核素和放射性核素。放射性元素和非放射性元素都可以转化。放射性元素和非放射性元素都可以转化。前者可以自然转化,后者可以人工转化。以前认为元素绝对不可改变不可转移的观点,最后被证明是没有根据的。