Nguyên tố hóa học
Mô tả

Các nguyên tố hóa học nhẹ nhất là hydro và heli, cả hai đều được tạo ra bởi quá trình tổng hợp hạt nhân Big Bang trong 20 phút đầu tiên của vũ trụ theo tỷ lệ khoảng 3: 1 theo khối lượng (hoặc 12: 1 theo số nguyên tử), cùng với những lượng rất nhỏ của hai nguyên tố tiếp theo, lithi và beryli. Hầu hết tất cả các nguyên tố khác được tìm thấy trong tự nhiên đều được tạo ra bằng các phương pháp tổng hợp hạt nhân tự nhiên khác nhau. Trên Trái đất, một lượng nhỏ các nguyên tử mới được tạo ra một cách tự nhiên trong các phản ứng nucleogenic, hoặc trong các quá trình vũ trụ, chẳng hạn như sự phóng xạ tia vũ trụ. Nguyên tử mới cũng được tự nhiên được sản xuất trên Trái Đất như phóng xạ đồng vị phân rã của các quá trình phân rã phóng xạ diễn ra như phân rã alpha, phân rã beta, phân hạch tự phát, phân rã cụm, và các chế độ phân rã hiếm khác.
Trong số 94 nguyên tố có trong tự nhiên, những nguyên tố có số nguyên tử từ 1 đến 82 đều có ít nhất một đồng vị bền (ngoại trừ techneti, nguyên tố 43 và promethi, nguyên tố 61, không có đồng vị bền). Các chất đồng vị được coi là ổn định là những chất chưa quan sát thấy sự phân rã phóng xạ. Các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 83 đến 94 không ổn định đến mức có thể phát hiện được sự phân rã phóng xạ của tất cả các đồng vị. Một số nguyên tố này, đặc biệt là bismuth (số nguyên tử 83), thori (số nguyên tử 90) và urani (số nguyên tử 92), có một hoặc nhiều đồng vị có chu kỳ bán rã đủ dài để tồn tại dưới dạng tàn dư của quá trình tổng hợp hạt nhân sao nổ tạo ra các kim loại nặng trước khi hình thành Hệ Mặt trời của chúng ta. Với thời gian phân rã hơn 1,9 ×1019 năm, dài hơn một tỷ lần so với tuổi ước tính hiện tại của vũ trụ, bismuth-209 (số nguyên tử 83) có chu kỳ bán rã alpha lâu nhất được biết đến trong số các nguyên tố tự nhiên và hầu như luôn được coi là ngang bằng với 80 nguyên tố ổn định. Các nguyên tố rất nặng nhất (những nguyên tố ngoài plutoni, nguyên tố 94) trải qua quá trình phân rã phóng xạ với chu kỳ bán rã ngắn đến mức chúng không được tìm thấy trong tự nhiên và phải được tổng hợp.
Hiện đã có 118 nguyên tố được biết đến. Trong bối cảnh này, "đã biết" có nghĩa là được quan sát đủ rõ, thậm chí chỉ từ một vài sản phẩm phân rã, để được phân biệt với các nguyên tố khác. Gần đây nhất, sự tổng hợp của nguyên tố 118 (vì được đặt tên là oganesson) đã được báo cáo vào tháng 10 năm 2006, và sự tổng hợp của nguyên tố 117 (tennessine) được báo cáo vào tháng 4 năm 2010. Trong số 118 nguyên tố này, 94 nguyên tố xuất hiện tự nhiên trên Trái đất. Sáu trong số này xảy ra với số lượng vết cực nhỏ: techneti, số nguyên tử 43; promethi, số 61; astatin, số 85; franci, số 87; neptuni, số 93; và plutoni, số 94. 94 nguyên tố này đã được phát hiện trong vũ trụ nói chung, trong quang phổ của các ngôi sao và cả siêu tân tinh, nơi các nguyên tố phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn mới được tạo ra. 94 nguyên tố đầu tiên đã được phát hiện trực tiếp trên Trái đất dưới dạng các nuclide nguyên thủy có từ khi hình thành hệ Mặt trời, hoặc dưới dạng các sản phẩm chuyển hóa hoặc phân hạch xảy ra tự nhiên của urani và thori.
24 nguyên tố nặng hơn còn lại, ngày nay không được tìm thấy trên Trái đất hay trong quang phổ thiên văn, chúng đã được sản xuất nhân tạo: tất cả đều là chất phóng xạ, với chu kỳ bán rã rất ngắn; nếu có bất kỳ nguyên tử nào của các nguyên tố này khi hình thành Trái đất, thì chúng rất có thể, đến mức chắc chắn, đã bị phân rã, và nếu có trong các tân tinh thì chúng có số lượng quá nhỏ để có thể được ghi nhận. Techneti là nguyên tố có chủ đích không phải tự nhiên đầu tiên được tổng hợp vào năm 1937, mặc dù một lượng nhỏ của techneti đã được tìm thấy trong tự nhiên (và nguyên tố này cũng có thể được phát hiện trong tự nhiên vào năm 1925). Mô hình sản xuất nhân tạo và khám phá tự nhiên sau này đã được lặp lại với một số nguyên tố hiếm có nguồn gốc tự nhiên phóng xạ khác.
Danh sách các nguyên tố có sẵn theo tên, số nguyên tử, mật độ, điểm nóng chảy, điểm sôi và theo ký hiệu, cũng như năng lượng ion hóa của các nguyên tố. Các nucleotit của các nguyên tố phóng xạ và ổn định cũng có sẵn dưới dạng danh sách các nuclide, được sắp xếp theo độ dài chu kỳ bán rã của các nguyên tố không ổn định. Một trong những cách trình bày thuận tiện nhất, và chắc chắn là truyền thống nhất về các nguyên tố, là ở dạng bảng tuần hoàn, nhóm các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự lại với nhau (và thường là các cấu trúc điện tử tương tự).
Mỗi nguyên tố hóa học đều có một tên và ký hiệu riêng để dễ nhận biết. Tên gọi chính thức của các nguyên tố hóa học được quy định bởi Liên đoàn Quốc tế về Hoá học Thuần túy và Ứng dụng (tiếng Anh: International Union of Pure and Applied Chemistry) (viết tắt: IUPAC). Tổ chức này nói chung chấp nhận tên gọi mà người (hay tổ chức) phát hiện ra nguyên tố đã lựa chọn. Điều này có thể dẫn đến tranh luận là nhóm nghiên cứu nào thực sự tìm ra nguyên tố, là câu hỏi từng làm chậm trễ việc đặt tên cho các nguyên tố với số nguyên tử từ 104 trở lên trong một thời gian dài (Xem thêm Tranh luận về đặt tên nguyên tố). Các nguyên tố hóa học cũng được cấp cho một ký hiệu hóa học thống nhất, dựa trên cơ sở tên gọi của nguyên tố, phần lớn là viết tắt theo tên gọi Latinh. (Ví dụ, carbon có ký hiệu hóa học 'C', natri có ký hiệu hóa học 'Na' từ tên gọi Latinh natrium). Ký hiệu hóa học của nguyên tố được thống nhất và hiểu trên toàn thế giới trong khi tên gọi thông thường của nó khi chuyển sang một ngôn ngữ khác thì phần lớn không giống nhau.