什么是化学元素

　　在自然界里，物质种类繁多、性质各异。但是，组成这些物质的基本成分——化学元素却数目有限。到20世纪80年代末期，全世界已经发现和人工合成的化学元素总共有109种，其中天然存在的94种，人工合成的15种。
　　从古至今，科学家和哲学家一直在探讨物质的组成，寻找什么是化学元素。古希腊哲学家认为空气、水、火、土是组成世界万物的四种元素。中世纪后期，炼金术士熟练地进行一些化学实验时，又提出了硫、汞、盐三元素说。
　　1661年英国化学家玻意耳首次提出化学元素的科学定义：不由其它物质构成的、一般化学方法不能再分解为更简单的某些实物。1798年，法国化学家拉瓦锡列出了第一张化学元素表，其中有些化合物和混和物也包括进去了。到1803年，英国化学家道尔顿提出了原子说，指出化学元素的原子属性，把同种原子称为元素。
　　20世纪初，科学家发现了原子核由质子和中子组成，还发现了同位素，并认识到，化学元素是具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称。
　　1969年，用电子显微镜观察到元素铀和钍的单个原子，核很小，它由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，质子数就是核电荷数。原子直径为10
　　8厘未，而核是它的万分之一；原子的质量集中在核，电子只有核的二千分之一。
　　元素的化学性质主要与原子核外电子数目和排布方式有关，特别是最外层电子的多少和能量高低，基本上决定了该元素的化学性质。
　　当把各种化学元素按核电荷数增加的顺序排列时，就会出现物理、化学性质周期性变化的规律，这就是元素周期律。按此顺序和规律列成的表就是元素周期表。化学元素按物理化学性质可分为金属元素和非金属元素，其中原子数大于83的天然元素都具有放射性。这些元素形成了数百万化合物，构成了整个世界。
 
　　化学元素是怎样形成的
　　探索化学元素的起源和形成是一个既古老又新鲜的问题。关于化学元素起源的理论要能够说明现在宇宙中各种化学元素的丰度，也就是说，元素及其同位素的分布规律，不仅与原子结构有关，而且与元素的起源和演化相联。
　　早期的化学元素起源假说有平衡过程、中子俘获、聚中子裂变等，它们都试图用单一过程解释全部元素的形成原因，结果是顾此失彼，不能自圆其说。1957年，伯比奇夫妇、福勒和霍伊尔以宇宙的元素丰度为基础，推出了元素在恒星中合成的元素起源假说，简称B2FH（四位科学家姓名的英文字头）理论。这一理论认为，所有的化学元素并非通过单一过程一次形成，而是由氢通过与恒星不同演化阶段相应的4个通程逐步合成的，然后由恒星抛到宇宙空间，就是我们观测到的化学元素及其同位素。
　　1．氢燃烧温度高于700万度条件下，每4个氢核聚变为1个氦核。
　　2．氦燃烧：在温度高于1000万度条件下，由氦核聚变为碳-12核和氧-16核等。
　　3.a过程：a粒子与氖-20相继反应生成镁、硅、硫、氩等。
　　4．平衡过程：温度高、密度高的条件下，生成钒、铬、锰、铁、钴、镍等。
　　5．慢中子俘获过程。
　　6．快中子俘获过程：5和6生成比铁系更重的元素。
　　7．质子俘获过程：生成一些低丰度、富质子同位素。
　　8.X过程：生成重氢、锂、铍、硼等低丰度轻元素。
　　B2FH理论不断得到原子核物理、天体物理和宇宙化学等方面新成果的补充和修正。主要是温度6000万至4亿度发生碳、氧和硅燃烧过程，解释氖至硅、硅至钙和铁等元素的丰度；大爆炸宇宙学认为，宇宙早期温度很高，生成大量氦，解释氦在许多天体上丰度大的原因；用宇宙粒子碰撞星际空间的碳-12、氮一14、氧-16、氖-20等原子，并使其碎裂，来说明锂、铍、硼等轻元素的丰度。
　　当今，大多数科学家都接受质子聚变（氢聚变成氦，再形成锂、硼等轻元素）和中子俘获（氦轰击轻原子产生中子，轻元素原子核俘获中形成较重元素）是宇宙形成化学元素的两个主要过程，直到今天，这两种过程仍在恒星内部继续合成各种化学元素。
 

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