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1．化學元素和化合物

       化學元素是指有相同核電荷（即質子數(shù)）的原子的總稱。元素有以下屬性：（1）一種元素在周期表內有一個確定的位置和相應的序號（稱為原子序）；（2）在一定條件下可以失去或得到電子而成為此元素的荷電原子；（3）一種元素可以存在若干同位素，它們有相同的化學性質，在周期表中擁有相同的位置和序號，原子內的電子結構也相同，但是，原子核內的中子數(shù)不相等。元素周期律和原子內部結構的確立，使元素的概念有了更明確的定義。至2008年，已發(fā)現(xiàn)元素達117種。其中，94種是天然地存在于地球上的，80種元素有穩(wěn)定同位素，原子序大于82的元素都具有放射性，而43號元素锝和61號元素钷無穩(wěn)定同位素。從第95號元素起是人工合成的。由于化學涉及的對象是在原子、分子層次的物質世界，所以有關亞原子的粒子，如中子、電子、介子、中微子、光子等都不屬于化學元素。

       由一種元素的原子組成的化學物種稱為單質，如H2、O2、N2、S8等分子以及硫黃、白磷、金、銀、銅等純金屬都是單質。

       化合物是指由兩種或兩種以上元素的原子所組成的純凈物質，如H2O、NaCl、CH3CH2OH等。一般可分兩類：（1）計量化合物，例如水H2O，其分子由2個氫原子和1個氧原子組成，這類化合物都有恒定的組成和性質；（2）非計量化合物，例如銅鋁合金CuAlx，其中x大致為2，可在某范圍內變動。這類化合物的性質隨組成變動而在一定范圍內變化。迄今為止人類已經(jīng)合成和分離出3000多萬種化合物。

2．化學元素周期表和元素的分族

       化學元素周期表在化學書籍中大多簡稱為元素周期表。它是根據(jù)元素的原子序數(shù)的大小次序（早期門捷列夫是根據(jù)元素的原子量的大?。┖驮氐男再|排列形成的一個表。元素周期表共分7個周期，18個族。族的記號有兩種：一是用1－18的阿拉伯數(shù)字標明，它是國際純粹與應用化學聯(lián)合會（IUPAC）推薦使用新的族次記號。二是按主族或副族進行分族，用羅馬數(shù)字加英文字母A和B標出，ⅠA－ⅧA為主族元素，ⅠB－ⅧB為副族元素。ⅧB族對應著IUPAC分族法用阿拉伯數(shù)字標明的8，9，10三個族。每族元素的外層能級的電子組態(tài)相似，因此它們的化學性質也相似。

       對元素的分族和分類還有一些通用名稱，例如：

       堿金屬元素：指第1族或第ⅠA族元素，包括鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁。

       堿土金屬元素：指第2族或ⅡA族元素，包括鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳。

       鑭系元素：指第3族或ⅢB族中第六周期原子序數(shù)為57－71的15個元素，它們是：鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥，有時用Ln記號代表鑭系元素。

       鉑族金屬元素：指ⅧB族（或第8，9，10族）第五、六兩個周期的6個元素：釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑。

       貨幣金屬元素：指第11族即ⅠB族中第四、五、六周期的3個元素，銅、銀、金。

       鹵族元素：簡稱鹵素，指第17族即ⅦA族元素的總稱，它包括氟、氯、溴、碘、砹。

       稀有氣體元素（又稱惰性氣體元素）：指第18族或ⅧA族元素，氦、氖、氬、氪、氙、氡。

       稀土金屬元素：簡稱稀土元素或稀土。它是包括鈧、釔和鑭系元素共17種元素的總稱，有時用RE記號代表稀土金屬元素。我國北方的內蒙中部地區(qū)，和南方的五嶺山脈為中心從東邊的福建，經(jīng)江西、湖南、廣東、廣西，到貴州等地區(qū)均蘊藏有稀土礦，按世界上已探明的蘊藏量我國占近40％。我國在開采稀土礦石、分離提純技術和開發(fā)應用研究均處于世界前列。在當前世界稀土原料市場上主要是我國輸出的產品。

       稀土是21世紀最重要的戰(zhàn)略物資之一。這源于它們的原子結構的價層中有許多半充滿軌道和空軌道，它們的電子組態(tài)可寫作如下：

由于這種電子組態(tài)，稀土元素在化學性質和物理性質上具有非常優(yōu)異的光、電、磁、催化等特有的功能。稀土是發(fā)展高新技術在能源、超導、信息、發(fā)光、激光、生化、催化等領域所必需的基礎原材料。例如，發(fā)展風力發(fā)電和太陽能發(fā)電、制造高溫超導體、制造無碳排放的新能源汽車、制造用于石油煉制的高效催化劑、制造節(jié)能的燈泡和固體發(fā)光材料等都離不開稀土元素。隨著高新技術的發(fā)展，稀土的重要性日益增加。

       由于稀土元素外層電子結構相似，分離和生產單一稀土元素較困難，成本仍較高，稀土的化學內容極為豐富，稀土元素的性質、功能和應用前景極為廣闊，這些因素使得未來在高新技術發(fā)展的同時，對稀土元素的科學研究工作成為未來化學的重要內容之一。另外，要從可持續(xù)發(fā)展的高度關注稀土資源的過度開采、消耗和輸出。當前美、俄等蘊藏豐富稀土礦的大國，基本上沒有進行開采。要注意防止過不了多長時間我國反而高價從國外進口稀土原料和產品的情況出現(xiàn)。