元素

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元素（chemical element）は、同じ原子番号を持つ原子からなる物質の基本的な分類である。

原子番号

元素は原子核中の陽子数、すなわち原子番号によって区別される。水素は原子番号1、炭素は6、酸素は8である。

同じ元素でも中性子数が異なる原子を同位体という。化学的性質は似るが、質量や核の安定性は異なることがある。

元素は原子の種類を表す概念であり、単体は一種類の元素だけからなる物質を指す。たとえば酸素という元素から、O₂やO₃という異なる単体ができる。

元素は原子の種類の分類で、単体は一種類の元素からなる物質、化合物は複数の元素が一定の組成で結び付いた物質である。混合物は複数の物質が混じったもので、空気や食塩水が例となる。「水に酸素が含まれる」は酸素元素を含む意味であり、O₂分子がそのまま水分子の中に入っているわけではない。

ダイヤモンドと黒鉛はいずれも炭素の単体だが、原子の結び付きと電子状態が異なる。ダイヤモンドは三次元の網目構造、黒鉛は層状構造を持ち、硬さや電気伝導性が大きく違う。同じ元素からできていても、構造によって物性は変わる。同位体の違いは中性子数であり、同素体の違いとは別である。

通常の化学反応では電子の結び付きが変わり、各元素の原子数は保存される。元素そのものを変えるには陽子数を変える核反応が必要になる。周期表の位置を決めるのは原子量の単純な大小でなく原子番号であり、同位体によって質量が変わっても元素の位置は変わらない。

酸素O₂とオゾンO₃は同位体の関係か。

解答と考え方を見る

同位体ではなく同素体。原子の種類は同じだが、一つの分子に含まれる原子数と構造が異なる。

資料確認日：2026-10-12。