元素
yuán sù
元素是仅由一种原子构成的纯净物；不能用化学方法将其分解为更简单的物质。
Definition
元素是仅由一种原子构成的物质，无论加热、混合还是燃烧，都无法把它分解成更简单的东西。更准确地说，元素是一种纯净物，其所有原子都具有相同的原子序数 $Z$；每种元素都有一个由一到两个字母组成的符号，并在周期表中占据固定位置。元素可以以单个原子的形式存在（如氦 $He$），也可以以同种原子构成的分子形式存在（如氧气 $O_2$），还可以以延展的固体形式存在（如铁 $Fe$）；同一样品中可能包含几种同位素，也可能存在几种键合方式不同的同素异形体。在已知的 $118$ 种元素中，约 $94$ 种存在于自然界，其余均为人工合成；由于价电子排布呈周期性重复，元素的性质也随 $Z$ 呈周期性变化。
Example
金、氧、铁和碳都是元素，铅笔的铅芯其实是石墨，也就是纯碳。氧气是 $O_2$，由两个氧原子结合而成，但因为只含一种原子，仍然是单质，而水 $H_2O$ 同时含有氢和氧，属于化合物。碳展示了同一种元素可以呈现出截然不同的形态：金刚石（每个原子以四面体方式与另外四个原子相连，极其坚硬）、石墨（六边形平面片层，柔软且导电），以及 $C_{60}$ 之类的富勒烯，它们都是碳元素。
Key Insight
已知的元素只有 $118$ 种，但它们能组合出数百万种物质，就像 $26$ 个字母能拼出所有单词一样。有些元素符号来自拉丁文名称：铁的符号 $Fe$ 来自 ferrum，钠的符号 $Na$ 来自 natrium，铅的符号 $Pb$ 来自 plumbum，金的符号 $Au$ 来自 aurum，所以即使名称不同，符号也是国际通用的。比铁重的元素不是通过恒星内部的正常核聚变产生的，因为聚变这些元素会吸收能量而不是释放能量；金、铀以及你体内大多数重元素，都是在超新星爆发和中子星合并中锻造出来的。