人類生活在變化萬千的物質(zhì)世界之中，在與之打交道的過程中，認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界并變革物質(zhì)世界。古代實(shí)用化學(xué)的誕生和發(fā)展，為人類認(rèn)識(shí)和變革物質(zhì)世界提供了實(shí)踐基礎(chǔ)，同時(shí)也使人們經(jīng)常圍繞有關(guān)物質(zhì)構(gòu)成的問題進(jìn)行思考：物質(zhì)間既能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就足以說明，不同物質(zhì)有著相同的本原。那么，這個(gè)相同的本原究竟是什么呢？這些物質(zhì)的本原又是以怎樣的方式構(gòu)成萬物的呢？
我國(guó)古代的唯物論者認(rèn)為構(gòu)成世界萬物的是“氣”，還有人提出是金、木、水、火、土等五行；古埃及的思想家則認(rèn)為，構(gòu)成世界的基本物質(zhì)是“水”；印度古代的哲學(xué)家則主張，世界上的一切都是由地、水、火、風(fēng)四種“始基”構(gòu)成；而古希臘則有人認(rèn)為“氣”是萬物之源，有人認(rèn)為“火”是萬物之源，也有人提出水、火、土、氣的四元素說?？傊糯髅褡逯?，這些關(guān)于自然界組成的提法雖不盡相同，但都堅(jiān)持了從世界本身來說明世界，它和用所謂“神”“上帝”和“精神”等超自然的東西來解釋世界是根本不同的，應(yīng)該屬于樸素的唯物主義觀點(diǎn)。
到17世紀(jì)中葉，波義耳（R.Boyle，1627—1691）才把元素這個(gè)概念介紹到化學(xué)里來，用以表示不能用化學(xué)方法再分解的單質(zhì)（在長(zhǎng)時(shí)期里，大多數(shù)化學(xué)家不區(qū)分元素和單質(zhì)這兩個(gè)概念──現(xiàn)今西方有些國(guó)家如美國(guó)把“element”一詞既用于指“化學(xué)元素”，也用于指“單質(zhì)”）。直到19世紀(jì)60年代，原子、分子概念得到進(jìn)一步明確以后，單質(zhì)和元素這兩個(gè)概念才跟分子和原子這兩個(gè)概念聯(lián)系起來，把具有一定化學(xué)性質(zhì)的同種原子叫做元素，游離存在的元素組成單質(zhì)。到20世紀(jì)初期，對(duì)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了一定的研究，又在原子結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上把元素定義為：具有相同核電荷數(shù)的同一類原子。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，有很多元素的原子核內(nèi)所含質(zhì)子數(shù)是相同的，但中子數(shù)卻不相同。這種核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的一類原子互稱為同位素（取其在周期表中占同一位置的意思）。12C、14C是碳的同位素，1H、2H、3H是氫的同位素。
質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一類原子，它們的原子質(zhì)量彼此不同，但它們的化學(xué)性質(zhì)是相同的──決定化學(xué)性質(zhì)的主要因素不是原子質(zhì)量而是核外電子數(shù)量和排布。至此，人們對(duì)元素的概念有了較為清晰的認(rèn)識(shí)。元素是以核電荷數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)而對(duì)原子進(jìn)行分類的一種方法，也就是說原子的核電荷數(shù)決定著元素的種類。
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