元素げんそ

元素げんそ（げんそ、羅ら: elementum、英えい: element）は、古代こだいから中世ちゅうせいにおいては、万物ばんぶつ（物質ぶっしつ）の根源こんげんをなす不可欠ふかけつな究極きゅうきょく的てき要素ようそを指さしており、現代げんだいでは、「原子げんし」が《物質ぶっしつを構成こうせいする具体ぐたい的てき要素ようそ》を指さすのに対たいし「元素げんそ」は《性質せいしつを包括ほうかつする抽象ちゅうしょう的てき概念がいねん》を示しめす用語ようごとなった。化学かがくの分野ぶんやでは、化学かがく物質ぶっしつを構成こうせいする基礎きそ的てきな成分せいぶん（要素ようそ）を指さす概念がいねんを指さし、これは特とくに「化学かがく元素げんそ」と呼よばれる。

現代げんだいの化学かがくでの元素げんその説明せつめい。19世紀せいき後半こうはんにその原型げんけいが提唱ていしょうされた周期しゅうき表ひょうは、元素げんその種類しゅるいと基本きほん的てきな特徴とくちょうや関係かんけいをその周期しゅうき的てきな配列はいれつの中なかで説明せつめいする表ひょうである。

化学かがく物質ぶっしつを構成こうせいする基礎きそ的てきな要素ようそと「万物ばんぶつの根源こんげんをなす究極きゅうきょく的てき要素ようそ」としての元素げんそとは異ことなるが、自然しぜん科学かがくにおける元素げんそに言及げんきゅうしている文献ぶんけんでは、混同こんどうや説明せつめい不足ふそくも見みられる。

「元素げんそ周期しゅうき表ひょう」も参照さんしょう

概要がいよう

古代こだいから中世ちゅうせいにおいて、万物ばんぶつの根源こんげんは仮説かせつを積つみ上あげる手段しゅだんで考かんがえられ、その源みなもとにある不可分ふかぶんなものを「元素げんそ」と捉とらえていた。ヨーロッパで成立せいりつした近代きんだい科学かがくの成立せいりつ以降いこう、物質ぶっしつの基礎きそ単位たんいは原子げんし、とする理論りろんが構築こうちくされてからは、原子げんしは「物質ぶっしつを構成こうせいする具体ぐたい的てき要素ようそ」、元素げんそは「性質せいしつを包括ほうかつする抽象ちゅうしょう的てき概念がいねん」というように変かわった。

《原子げんし》は構造こうぞう的てきな概念がいねんであるのに対たいして、《元素げんそ》は特性とくせいの違ちがいを示しめす概念がいねんである。具体ぐたい的てきには、各かく元素げんその差異さいは原子げんし番号ばんごうすなわち原子核げんしかくに存在そんざいする陽子ようしの数かず（核種かくしゅ）で区分くぶんされる。したがって中性子ちゅうせいしの総数そうすうにより質量しつりょう数すうが異ことなる同位どうい体たいも同おなじ元素げんそとして扱あつかわれる。これに対たいし原子げんしは中性子ちゅうせいしの個数こすうを厳密げんみつに捉とらえる。したがって、元素げんそとは原子げんしの集合しゅうごう名詞めいしということもできる。電子でんしの増減ぞうげんによって生しょうじる状態じょうたいであるイオンは、原子げんしが電荷でんかを帯おびた状態じょうたいとして考かんがえられる。英語えいご "element" は「根本こんぽんにあるもの」を意味いみする。他たの用例ようれいでは電気でんき回路かいろの「素子そし」も同おなじ単語たんごが用もちいられる。

いろいろなモノが一体いったい何なにからできているのかという疑問ぎもんと考察こうさつは洋ようの東西とうざいを問とわず古代こだいからあり、物質ぶっしつ観かん・自然しぜん観かん・世界せかい観かんと関連かんれんづけながらそれぞれの文明ぶんめい圏けんで体系たいけいがなされた。それらが「火ひ」「水みず」「土ど」など自然しぜん現象げんしょうから抽出ちゅうしゅつされた少数しょうすうの「元素げんそ」であり、宗教しゅうきょうと関連かんれんづけられることもあった。物質ぶっしつの根源こんげんが（現在げんざいに似にた方向ほうこうで）体系たいけいづけられたことはアイルランドの自然しぜん哲学てつがく者しゃロバート・ボイル（1627年ねん–1691年ねん）に始はじまるといわれる（彼かれの考かんがえ方かたが後こうの科学かがく者しゃに共通きょうつう認識にんしきとして広ひろがることになった）。彼かれは実験じっけん・測定そくてい・分析ぶんせきを重視じゅうしし、それらの結果けっかから「これ以上いじょう細こまかく分わけられない物質ぶっしつ」を元素げんそと定義ていぎした。以後いご、様々さまざまな考察こうさつとそれを裏付うらづける実験じっけんが行おこなわれ、元素げんそを「粒子りゅうし」として捉とらえる今日きょうの元素げんそ観かんおよび原子げんし論ろんが確立かくりつされた。

元素げんその性質せいしつは最さい外そと殻から電子でんし（価あたい電子でんし）に大おおきく影響えいきょうされるため、同様どうような性質せいしつを持もつ元素げんそは元素げんその族ぞく（元素げんそ群ぐん）として、周期しゅうき表ひょうにおいても族ぞく（周期しゅうき表ひょうの列れつ）や系列けいれつとして纏まとめられている。現在げんざい、元素げんそは118種類しゅるいの存在そんざいが確認かくにんされ、いずれも国際こくさい純正じゅんせい・応用おうよう化学かがく連合れんごう（IUPAC）により正式せいしき名称めいしょうが与あたえられている。なお、元素げんそは173番目ばんめまで存在そんざい可能かのうとの説せつも唱となえられている。

歴史れきし

発見はっけんされた時代じだいで色いろが分わけられた周期しゅうき表ひょう。なお、赤あかは古代こだいから知しられていた元素げんそ、黄色おうしょく系統けいとうは1869年ねんまでに発見はっけんされた元素げんそ、緑みどりは1923年ねんまでに発見はっけんされた元素げんそ、青あおは1945年ねんまでに発見はっけんされた元素げんそ、灰色はいいろは20世紀せいき末まつまでに発見はっけんされた元素げんそである。

古代こだいの万物ばんぶつの根元ねもと観かん

五ご行ぎょう思想しそうにおける5つの元素げんそ

古代こだい中国ちゅうごく

古代こだい中国ちゅうごくにおける物質ぶっしつの根源こんげんに関かかわる思想しそうは、周しゅう代だいの紀元前きげんぜん11 - 4世紀せいき頃ごろには体系たいけいづけられた。『周しゅう易えき』は、自然しぜん現象げんしょうは「天たかし・流水りゅうすい・火ひ・雷かみなり・風ふう・水みず・山やま・地ち」の8つの基本きほんに帰かえし、これと陰陽いんよう思想しそうの根源こんげんである対たい位い思想しそう「陰かげ」と「陽ひ」が組くみ合あわさったものと見みなした。物質ぶっしつの根源こんげん要素ようそには「木き」・「火ひ」・「土ど」・「金かね」・「水みず」の5つを基本きほん物質ぶっしつである「元素げんそ」と考かんがえる五ご行ぎょう思想しそうを置おき、これに陰陽いんようが関かかわり宇宙うちゅうのすべてが成なり立たつと考かんがえる陰陽いんよう五ご行ぎょう思想しそうを構築こうちくした。

この思想しそうを基礎きそに、未来みらいを予想よそうする方法ほうほうが発達はったつし易えき法ほうとなった。また道教どうきょうにも取とり入いれられ、成立せいりつした陰陽いんよう道どうは日本にっぽんにも伝つたわった。

古代こだいインド

「四よん元素げんそ#インドの四大しだい」も参照さんしょう

古代こだいインドにおける根源こんげん論ろんには、古いにしえウパニシャッドに登場とうじょうするウッダーラカ・アールニの思想しそう「有ゆう（う、sat）の哲学てつがく」に汲くみ取とれる。彼かれの思想しそうには、すべてのものは微小びしょうなアートマン（我が）だと言及げんきゅうする部分ぶぶんがある。

具体ぐたい的てきな根源こんげん物質ぶっしつ観かんは、『パーリ語ご経典きょうてん』経蔵きょうぞう・長部おさべの『沙門しゃもん果はて経けい』に見みることができる。ここで述のべられている考かんがえは、紀元前きげんぜん5世紀せいき前後ぜんこうの釈迦しゃかと同どう時代じだい人じんと伝つたわる思想家しそうか集団しゅうだんである「六ろく師し外道げどう」たちによって形成けいせいされた古代こだいインド原子げんし論ろんである。アジタ・ケーサカンバリンは「存在そんざいを構成こうせいする物質ぶっしつ元素げんそは、地ち・水みず・火ひ・風ふうの四大しだいである」という論ろんを主張しゅちょうした。また、パクダ・カッチャーヤナは「生命せいめいは絶対ぜったい的てきな地ち・水みず・火ひ・風ふう・楽らく・苦く・命いのちの7つの要素ようそから構成こうせいされている」と説といた。彼かれらの思想しそうは、カッチャーヤナの「ものを切きる剣けんは、この要素ようその隙間すきまを通とおる」という言葉ことばに表あらわされる通とおり、元素げんそをanu（微小びしょうなもの）、paramanu（極限きょくげんまで微小びしょうなもの）と説明せつめいしており、これらが漢語かんごにおいて「極微きょくび」と訳やくされる事ことから「極微きょくび論ろん」と言いうことができる。

インドの極微きょくび論ろんは六ろく派は哲学てつがくや宗教しゅうきょうに引ひき継つがれていった。ニヤーヤ学派がくは・ヴァイシェーシカ学派がくはが4つの元素げんそに対応たいおうする4つの極微きょくび（原子げんし）を想定そうていしたのに対たいし、六ろく師し外道げどうの一人ひとりマハーヴィーラが創始そうししたジャイナ教きょうでは初期しょきの頃ころ、極微ごくびに種類しゅるいを設もうけなかったと考かんがえられる。しかしジャイナ教きょうもやがて「蝕・味あじ・香こう・色いろ」という性質せいしつと、「冷ひえ湿しめ・冷ひや乾いぬい・熱ねつ湿しめ・熱ねつ乾いぬい」という現あらわれ方かたがあると考かんがえるようになり、複数ふくすうの極微きょくびを想定そうていするようになった。

仏教ぶっきょうにおいても万物ばんぶつの構成こうせい要素ようそとして「地ち・水みず・火ひ・風ふう」を「四大しだい」または「四大しだい種しゅ」という考かんがえ方かたがある。ただしこれらにはそれぞれに「形かたち・象徴しょうちょう・色いろ・機能きのう」といった付帯ふたい的てきな特徴とくちょうを持もち、様々さまざまな現象げんしょう（rupa、「色いろ」）の根本こんぽんという抽象ちゅうしょう的てき解釈かいしゃくで語かたられる。この概念がいねんは拡大かくだいして「空そら（くう）」を加くわえた五大ごだい（マウアラカキヤ）、さらに「識」を加くわえた六ろく大だいへと発展はってんし、観念かんねん的てき・哲学てつがく的てきな思想しそうへと意義いぎを変化へんかさせた。これらは中国ちゅうごくの五ご行ぎょう思想しそうともども近代きんだい的てきな物質ぶっしつ要素ようその科学かがくには繋つながらなかった。

古代こだいギリシア

西にしアジアやヨーロッパでも古代こだいエジプトやメソポタミアなど高度こうどな古代こだい文明ぶんめいが発達はったつしたが、これらからは物質ぶっしつの根源こんげんに関かかわる記録きろくが発見はっけんされておらず、唯一ゆいいつ古代こだいギリシアにおける思想しそうが伝つたわっており、この考かんがえ方かたは長ながくヨーロッパで受うけ入いれられた。紀元前きげんぜん6～4世紀せいきの哲学てつがく者しゃたちは、万物ばんぶつのあらゆる生成せいせいと変化へんかの根源こんげんにある原理げんりを「アルケー」などと呼よび、これらが一体いったい何なになのかを論ろんじた。

タレスは、「水みず」に根元ねもと「要素ようそ」というよりも根元ねもと「性質せいしつ」を重視じゅうしした主張しゅちょうをした。

タレスは、氷こおりや水蒸気すいじょうきなどの相そうを持もち、硬かたい岩いわも風化ふうかさせる「水みず」がアルケーだと論ろんじた。これは正ただしくは、水みずのような流体りゅうたい性せいを持もつものが根本こんぽん物質ぶっしつであるという事ことを指さしている。タレスの孫弟子まごでしに当あたるアナクシメネスはこの考かんがえをさらに深ふかめ、アルケーは「空気くうき」だと説とき、これが濃こくなれば風ふうや雲くも、やがて水みずや岩いわなどに変化へんかすると述のべた。ただしアナクシメネスの主張しゅちょうは、タレスと同おなじく流体りゅうたい性せいが根本こんぽんにあると見みなし、生物せいぶつの呼吸こきゅうなどを含ふくめアルケーを的確てきかくに表あらわすものとして空気くうきを示しめしている。同どう時代じだいには、根源こんげんを火ひとして「万物ばんぶつは流転るてんする」と述のべ、火ひが変化へんかして空気くうきや水みずまたは土どなどを生成せいせいすると述のべるヘラクレイトスも現あらわれた。ただし彼かれが言いう火ひも基本きほん物質ぶっしつではなく闘争とうそう原理げんりを指さす。これらは、一ひとつの原理げんりで自然しぜん界かいの多様たよう性せいを説明せつめいする方法ほうほう論ろんであった。

古代こだいギリシア、イスラム世界せかい（イスラム科学かがく）、中世ちゅうせい〜18、19世紀せいき頃ごろまでのヨーロッパで支持しじされた四よん大だい元素げんそ説せつにおける元素げんその関係かんけい図ず。

エンペドクレスは、不変ふへんかつ複数ふくすうの根元ねもと物質ぶっしつが混まざり合あうことで自然しぜんの多様たよう性せいを説明せつめいした。

これに対たいし、パルメニデスやゼノンらエレア派はは「ある」ものの不変ふへん・不動ふどう性せいを説とく立場たちばから、単一たんいつの原理げんりとその変化へんかで多様たような世界せかいを説明せつめいすることは誤あやまりという主張しゅちょうを行おこなった。このエレア派はの論理ろんりに矛盾むじゅんせずに自然しぜんの多様たよう性せいを説明せつめいした哲学てつがく者しゃがエンペドクレスであった。彼かれは、アルケーがひとつではなく4つのリゾーマタから成立せいりつすると述のべ、その四よん大だい元素げんそに「火ひ、空気くうき、水みず、土ど」を置おき、新生しんせいも消滅しょうめつもしないこれらが離散りさん・集合しゅうごうして多数たすうの元素げんそや自然しぜん界かいのできごとが成立せいりつしていると提唱ていしょうした。

ピタゴラス学派がくはは「万物ばんぶつは数かずである」と述のべ、四よん大だい元素げんそ論ろんと当時とうじ発見はっけんされていた正せい多面体ためんたいを対応たいおうさせ、「火ひ・土ど・水みず・空気くうき」に「正せい4・6・8・20面体めんてい」を置おき、後のちに見みつかった正せい12面体めんていは宇宙うちゅうを現あらわすと主張しゅちょうした。

プラトンは四よん大だい元素げんそ論ろんに階層かいそう的てきな概念がいねんを導入どうにゅうし、土どが正せい六面体ろくめんたいでもっとも重おもく、他たのリゾーマタは三角形さんかっけいからなる正せい多面体ためんたいで、火ひが最もっとも軽かるいリゾーマタであり、これらはそれぞれの重おもさに応おうじて運動うんどうし互たがいに入はいり混こんじると考かんがえた。これは、物体ぶったいは物体ぶったいでしかないという彼かれの主張しゅちょうから導みちびき出だされた。プラトンの作さっかどうか疑問ぎもん視しされている著書ちょしょでは、4つのリゾーマタに加くわえ、天てんの上層じょうそうを構成こうせいするとして「アイテール」が導入どうにゅうされている。彼かれに続つづく一派いっぱは、物質ぶっしつの多様たよう性せいを説明せつめいするためにイデア論ろんを機軸きじくに置おき、三角形さんかっけいがイデアを示しめすかたちであり、これは分割ぶんかつができないものという「極微きょくび論ろん」に似にた主張しゅちょうを行おこなった。

アリストテレス

紀元前きげんぜん350年ねんごろ、アリストテレスは無限むげんを考察こうさつする際さいに、これを否定ひていする論述ろんじゅつのひとつにおいて有限ゆうげん個数こすうの四よん大だい元素げんそ論ろんを用もちい、4つのリゾーマタは相互そうごに反対はんたいの性質せいしつを持もち、もし無限むげんが存在そんざいするならば世界せかいはどれか一ひとつの性質せいしつで満みたされてしまうと述のべた。また、『天体てんたい論ろん』において天上てんじょうにのみ存在そんざいし円運動えんうんどうをするアイテールを、直線ちょくせん的てきに動うごく4つのリゾーマタの上位じょういとして立たてた。アイテルを語源ごげんとするアイテールは、のちの自然しぜん学がくにおける第だい五ご元素げんそとされ、宇宙うちゅうを満みたす媒質ばいしつエーテルの構想こうそうへとつながっていく。

デモクリトス

プラトンやアリストテレスよりもやや時代じだい的てきに先行せんこうするレウキッポスとデモクリトスは、エンペドクレスと同様どうよう、パルメニデスらエレア派はの論理ろんりに矛盾むじゅんせずに自然しぜんの多様たよう性せいを説明せつめいしようとした。彼かれらは、自然しぜんを構成こうせいするそれ以上いじょう分割ぶんかつできない最小さいしょう単位たんいとして「原子げんし（アトム）」が存在そんざいすると考かんがえ、生成せいせい消滅しょうめつしない無数むすうの原子げんしの結合けつごう分離ぶんりの仕方しかた（原子げんしのさまざまな形状けいじょう・並ならび方かた・向むき）により多様たような事物じぶつやその生成せいせい変化へんかが生しょうじるなどと論ろんじた。だが、彼かれらの「原子げんし論ろん」は当時とうじあまり評価ひょうかされることは無なく、ヨーロッパにおいては主おもに四よん元素げんそ説せつが中世ちゅうせいのスコラ哲学すこらてつがくへ継承けいしょうされてゆくことになる。

中世ちゅうせいの元素げんそ観かん

錬金術れんきんじゅつ

古代こだいギリシア哲学てつがくの元素げんそ論ろんは中世ちゅうせいヨーロッパに直接ちょくせつ伝つたわらず、エジプトやアラブ世界せかいを経由けいゆして錬金術れんきんじゅつに組くみ込こまれた。ここでは経験けいけん的てき技術ぎじゅつの蓄積ちくせきや実験じっけん手段しゅだんの洗練せんれん化かが行おこなわれたが、卑金属ひきんぞくから貴金属ききんぞくをつくるという目的もくてきと、成果せいかが秘匿ひとくされたために情報じょうほうが孤立こりつする傾向けいこうにあり、元素げんその探求たんきゅうにはあまり寄与きよしなかった。その中なかで、ジャービル・イブン=ハイヤーン（721年ねん? - 815年ねん?）やパラケルスス（1493年ねん? - 1541年ねん）が唱となえた根源こんげん物質ぶっしつとしての三さん元素げんそが伝つたわっているが、これは硫黄いおう・水銀すいぎん・塩しおを指さした。この三さん元素げんそのうち硫黄いおうと水銀すいぎんは単体たんたいだが、塩しおは化合かごう物ぶつの塩化えんかナトリウムであり、今日きょう的てきな元素げんそ概念がいねんからすれば意味いみは無ない。ただし、この三さん物質ぶっしつはそれぞれ共有きょうゆう結合けつごう・金属きんぞく結合けつごう・イオン結合けつごうという化学かがく結合けつごうの主おもな3種類しゅるいに対応たいおうしている。しかし、ジャービルがこれを意識いしきしていたかどうかはわからない。

近世きんせい〜現代げんだいの元素げんそ観かん

現代げんだい的てき元素げんそ観かん確立かくりつの端緒たんしょを開ひらいたロバート・ボイル。

原子げんし説せつ

物質ぶっしつの根源こんげんは何なにかという問といを改あらためて提議ていぎした人物じんぶつがアイルランド生うまれのロバート・ボイル（1627年ねん - 1691年ねん）である。彼かれは著作ちょさく『懐疑かいぎ的てき化学かがく者しゃ』にて思索しさくだけに頼たよった古代こだいギリシア哲学てつがくの元素げんそ論ろんを批判ひはんし、実験じっけんを重視じゅうしして元素げんそを探求たんきゅうすべきという主張しゅちょうを行おこなった。また彼かれは、元素げんそに「これ以上いじょう単純たんじゅんな物質ぶっしつに分わけられないもの」という粒子りゅうし説せつの定義ていぎを与あたえ、さらに元素げんそは古代こだい的てき考かんがえの4-5個こでは収おさまらないという先見せんけん的てきな予測よそくを示しめした。

詳細しょうさいは「化学かがく元素げんそ発見はっけんの年表ねんぴょう」を参照さんしょう

ボイルの主張しゅちょう後ご、実験じっけんによって様々さまざまな「不可分ふかぶんなもの」の探求たんきゅうが行おこなわれた。アントワーヌ・ラヴォアジエは1789年ねんの著作ちょさく『化学かがく原論げんろん』にて、当時とうじ見みつかっていた33種類しゅるいの元素げんそを纏まとめた表ひょうを採録さいろくした。ただしその中なかには熱ねつ素もとや光ひかりがあった。また化合かごう物ぶつであるマグネシアやアルミナなども含ふくまれていたが、これは当時とうじの実験じっけん技術ぎじゅつの限界げんかいによるもので、ボイル以来いらいの考かんがえ方かたそのものは正ただしかった、と斎藤さいとうは解説かいせつした。

ドルトンの原子げんし記号きごう（左ひだり）と原子げんし量りょう（右みぎの数字すうじ）

ラヴォアジエの「質量しつりょう保存ほぞんの法則ほうそく」やジョゼフ・プルーストが1799年ねんに発表はっぴょうした「定てい比例ひれいの法則ほうそく」を元もとに、ジョン・ドルトンは1801-1808年ねんに執筆しっぴつした一連いちれんの論文ろんぶんで「原子げんし説せつ」を唱となえた。これは、物質ぶっしつの根元ねもとは原子げんし（atom）であり、これは元素げんその種類しゅるいに対応たいおうするだけの数かずがある、同おなじ原子げんしは質量しつりょうや大おおきさが同一どういつで異ことなる原子げんしはそれらが一致いっちしないと述のべ、原子げんし量りょうの概念がいねんを提示ていじした。さらに物質ぶっしつは同おなじ原子げんしの集あつまりである単体たんたいと異ことなる原子げんしの集あつまりである化合かごう物ぶつがあるとし、窒素ちっそと酸素さんそからなる5つの化合かごう物ぶつを示しめしてこれを証明しょうめいした。この理論りろんは、内包ないほうした矛盾むじゅん点てんをジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックの「気体きたい反応はんのうの法則ほうそく」やアメデオ・アヴォガドロの「アボガドロの法則ほうそく」などが修正しゅうせいし、広ひろく受うけ入いれられるようになった。

元素げんその発見はっけんと整理せいり

古代こだいから知しられていた単体たんたいの種類しゅるいは貴金属ききんぞくや炭素たんそなど11に過すぎなかったが、17世紀せいき以降いこうには実験じっけんを通つうじて様々さまざまな単体たんたいが得えられ、その数かずに応おうじて発見はっけんされた元素げんその個数こすうは増ふえた。17世紀せいきにはリンなど3種しゅ、18世紀せいきには水素すいそや酸素さんそからウランを含ふくむ13種しゅ、19世紀せいきには56種しゅの元素げんそが見みつかった。20世紀せいきには自然しぜん界かいに存在そんざいする元素げんその残のこり5種類しゅるいに加くわえ、人工じんこう放射ほうしゃ性せい元素げんそが15種類しゅるい合成ごうせいされた。

詳細しょうさいは「周期しゅうき律りつ」および「周期しゅうき表ひょう」を参照さんしょう

このような元素げんその増加ぞうかに伴ともない、特性とくせいに応おうじた分類ぶんるいや系統けいとう立だてが行おこなわれた。ラヴォアジエは化合かごう物ぶつの性質せいしつから金属きんぞく元素げんそ・土ど類るい元素げんそ・非金属ひきんぞく元素げんその3種類しゅるいの区分くぶんを提案ていあんした。さらに測定そくてい精度せいどが高たかまった原子げんし量りょうを重視じゅうしした並ならびから規則きそく性せい（周期しゅうき律りつ）を見出みいだそうとする試こころみも提案ていあんされた。そして、1869年ねんにドミトリ・メンデレーエフが提案ていあんした周期しゅうき表ひょうは改良かいりょうを重かさねて原子げんし価かを重視じゅうしした特長とくちょうで並ならべられ、当時とうじ未み発見はっけんの元素げんそを予言よげんするなど洗練せんれんされた系統けいとう表ひょうとして広ひろく認みとめられるようになった。

元素げんその正体しょうたい

元素げんその解明かいめいに様々さまざまな貢献こうけんを果はたし、「原子げんし物理ぶつり学がくの父ちち」と呼よばれるアーネスト・ラザフォード。

詳細しょうさいは「核分裂かくぶんれつ反応はんのう」および「自発じはつ核分裂かくぶんれつ」を参照さんしょう

19世紀せいきには各かく元素げんその発見はっけんが相次あいつぎ、それぞれの特徴とくちょうが把握はあくされ蓄積ちくせきされたが、このような性質せいしつがどのような原理げんりで生しょうじるかは分わかっていなかった。そして、各かく元素げんそは不変ふへんだと考かんがえられていた。しかし19世紀せいき末まつから20世紀せいき初頭しょとうにかけ、放射ほうしゃ性せい元素げんそと放射能ほうしゃのうが発見はっけんされ、アルファ崩壊ほうかいが確認かくにんされた。これによって、一部いちぶの元素げんそは原子げんし量りょうを低ひくくする方向ほうこうへ分裂ぶんれつする事ことが判明はんめいした。

最新さいしんの原子げんし論ろんで描えがくヘリウム。この構造こうぞうについて詳細しょうさいは原子げんしを参照さんしょう。

詳細しょうさいは「原子げんし」を参照さんしょう

アルファ崩壊ほうかい発見はっけんなどで業績ぎょうせきを残のこしたアーネスト・ラザフォードは原子核げんしかくを発見はっけんし、1911年ねんにラザフォードの原子げんし模型もけいを提唱ていしょうした。これにニールス・ボーアは量子りょうし仮説かせつを加くわえてボーアの原子げんし模型もけいを発表はっぴょうした。これによって基本きほん的てきな原子げんしの構造こうぞうや周期しゅうき律りつが生しょうじる理由りゆうなどが説明せつめいされ、元素げんそは原子げんしという構造こうぞうを持もつ物質ぶっしつとして知しられるようになり、その研究けんきゅうは化学かがくから物理ぶつり学がくの素粒子そりゅうし物理ぶつり学がく分野ぶんやへと発展はってんしていった。

詳細しょうさいは「原子核げんしかく融合ゆうごう」を参照さんしょう

1911年ねん、ラザフォードは窒素ちっそにアルファ線あるふぁせんを放射ほうしゃして水素すいそイオンとその時ときは検出けんしゅつされなかったが酸素さんそを作つくり出だし、低てい原子げんし量りょうの元素げんそを転換てんかんさせることに成功せいこうした。1920年代ねんだいからは様々さまざまな元素げんそを人工じんこう的てきに変かえる実験じっけんが行おこなわれ、粒子りゅうし加速器かそくきも発明はつめいされた。これらから、低てい原子げんし量りょうの元素げんそ変換へんかんには高たかいエネルギーが必要ひつようになることが判明はんめいしてきた。1932年ねんには以前いぜんから存在そんざいが予測よそくされていた中性子ちゅうせいしが発見はっけんされ、これを用もちいた実験じっけんを通つうじて半減はんげん期きが短みじかく基本きほん的てきに地球ちきゅう上じょうには存在そんざいしない人工じんこう放射ほうしゃ性せい元素げんそや超ちょうウラン元素げんそが作つくられるようになった。さらにこの実験じっけんを通つうじて1938年ねんには核分裂かくぶんれつが発見はっけんされ、人類じんるいは原子力げんしりょくエネルギーを手てにすることになった。

主おもな元素げんその発見はっけん

• 1766年ねん - 水素すいそ（キャヴェンディッシュ）
• 1772年ねん - 酸素さんそ（シェーレ）
• 1774年ねん - 塩素えんそ、バリウム、マンガン（シェーレ）
• 1778年ねん - モリブデン（シェーレ）
• 1781年ねん - タングステン（シェーレ）
• 1782年ねん - テルル（E.J.ミュラー）
• 1817年ねん - セレン（イェンス・ベルセリウス）
• 1824年ねん - ジルコニウム（ベルセリウス）
• 1828年ねん - タンタル（ベルセリウス）
• 1860年ねん - セシウム（ブンゼン）
• 1861年ねん - ルビジウム（ブンゼン）
• 1894年ねん - アルゴン（レイリー卿きょうとラムゼー）
• 1898年ねん - ネオン、クリプトン、キセノン（ラムゼーとトラバース）
• 1898年ねん - ラジウム、ポロニウム（マリ・キュリーとピエール・キュリー）

元素げんその種類しゅるい

「元素げんその一覧いちらん」および「周期しゅうき表ひょう」を参照さんしょう

凡例はんれい

金属きんぞく						半はん金属きんぞく	非金属ひきんぞく
アルカリ金属きんぞく	アルカリ土ど類るい金属きんぞく	ランタノイド	アクチノイド	遷移せんい金属きんぞく	普通ふつうの金属きんぞく		多た原子げんし非金属ひきんぞく	反応はんのう性せい非金属ひきんぞく		貴きガス
								水素すいそ	ハロゲン

表記ひょうき法ほう

元素げんそを表あらわすには元素げんそ記号きごうが使つかわれ、これは原子げんしや分子ぶんしを表あらわすためにも用もちいられる。例たとえば、水みずは元素げんそは酸素さんそOと水素すいそHから作つくられH₂Oと表記ひょうきされる。これら元素げんその表示ひょうじ方法ほうほうはラヴォアジエが命名めいめい法ほうを提議ていぎした。元素げんそ記号きごうはドルトンから始はじまり、多おおくの原子げんし量りょう決定けっていにも貢献こうけんしたイェンス・ベルセリウス（1779年ねん - 1844年ねん）によって当時とうじのラテン語らてんご名めいの頭文字かしらもじから大文字おおもじを取とり随時ずいじ2文字もじ以降いこうから小文字こもじを取とって組くみ合あわせる現行げんこうの記法きほうが提案ていあんされた。現在げんざいはIUPACによってIUPAC名めい（英名えいめい）と元素げんそ記号きごうが管理かんりされている。

新しん元素げんその名称めいしょう及および元素げんそ記号きごうと暫定ざんてい名めいと暫定ざんてい記号きごう

新しん元素げんその名称めいしょう及および元素げんそ記号きごうに対たいしては2002年ねんにIUPACからの勧告かんこくで、発見はっけん者しゃが名前なまえを提案ていあんする権利けんりを持もち、伝統でんとうを守まもるべく神話しんわ（天体てんたい）や、鉱物こうぶつなど、地理ちり的てきな場所ばしょ、元素げんその性質せいしつ、科学かがく者しゃへの献けんじ名めいの何いずれかによって命名めいめいされ、過去かこに別べつの元素げんそに対たいして用もちいられた名称めいしょう（廃棄はいき名めい）・元素げんそ記号きごうは再さい利用りようすべきでないとされる。金属きんぞく元素げんそは-iumで終了しゅうりょうすべきであるが、17周期しゅうきの元素げんそは-ineで18周期しゅうきの元素げんそは-onでそれぞれ終了しゅうりょうすべきである。一方いっぽう、正式せいしき名めいが未定みていな新しん元素げんそに対たいしては暫定ざんてい名めいと暫定ざんてい記号きごうの命名めいめい規則きそくがIUPACによって1978年ねんより定さだめられている（元素げんその系統けいとう名めいを参照さんしょう）。エキゾチック原子げんしに対たいする系統けいとう的てきな命名めいめい法ほうは存在そんざいしないが、ミューオニウム (muonium、元素げんそ記号きごうMu)はIUPACで命名めいめいされており、化合かごう物ぶつも合成ごうせいされ命名めいめいされている。他たに元素げんそ記号きごうを有ゆうするエキゾチック原子げんしにはポジトロニウム (positronium、元素げんそ記号きごうPs)がある。

中国ちゅうごく語ごの表記ひょうきについては「元素げんその中国語ちゅうごくご名称めいしょう」を参照さんしょう

日本語にほんご表記ひょうき

様々さまざまな元素げんそと不正確ふせいかくな日本語にほんご表記ひょうき

元素げんそ名めいの日本語にほんご表記ひょうきについては『学術がくじゅつ用語ようご集しゅう 化学かがく編へん』に定さだめられている。原則げんそくとしてIUPAC名めいを「化合かごう物ぶつ名めい日本語にほんご表記ひょうきの原則げんそく」の「化合かごう物ぶつ名めいの字じ訳やく標準ひょうじゅん表ひょう」の規則きそくに従したがいアルファベットの綴つづり字じを機械きかい的てきにカタカナと置おき換かえて日本語にほんご化かする（訳わけ字じ）。それ故こ、必かならずしも発音はつおんに忠実ちゅうじつなカタカナ表記ひょうきにはならない。また、学術がくじゅつ用語ようご集しゅうの初版しょはん制定せいてい時じにすでに日本語にほんご化かしているものと、すでに英語えいご以外いがいの言語げんごを基もとに訳わけ字じされた用語ようごはそのまま固定こていするように定さだめたので、英語えいご以外いがいの言語げんごを語源ごげんとする日本語にほんご表記ひょうきも存在そんざいする。次つぎに示しめす。なお、日本語にほんご表記ひょうきされている元素げんその中なかにはフッ素ふっそ（弗素ふっそ）などのように漢字かんじ表記ひょうきはあるものの、使用しようしている漢字かんじが当用漢字とうようかんじ（現在げんざいの常用漢字じょうようかんじ）に含ふくまれていなかったために学術がくじゅつ用語ようご上じょうではカタカナ表記ひょうきにしているものもある。

表記ひょうき例れい

日本語にほんご表記ひょうき	元素げんそ記号きごう	英語えいご（IUPAC名めい）	ドイツ語ご	ラテン語らてんご	中国ちゅうごく語ご
水素すいそ	H	Hydrogen	Wasserstoff	Hydrogenium	氫
ヘリウム	He	Helium	Helium	Helium	氦
リチウム	Li	Lithium	Lithium	Lithium	鋰
ベリリウム	Be	Beryllium	Beryllium	Beryllium	鈹
ホウ素ほうそ	B	Boron	Bor	Borium	硼
炭素たんそ	C	Carbon	Kohlenstoff	Carbonium	碳
窒素ちっそ	N	Nitrogen	Stickstoff	Nitrogenium	氮
酸素さんそ	O	Oxygen	Sauerstoff	Oxygenium	氧
フッ素ふっそ	F	Fluorine	Fluor	Fluorum	氟
ナトリウム	Na	Sodium	Natrium	Natrium	鈉
アルミニウム	Al	Aluminium	Aluminium	Aluminium	鋁
ケイ素けいそ	Si	Silicon	Silicium	Silicium	硅
リン	P	Phosphorus	Phosphor	Phosphorus	磷
硫黄いおう	S	Sulfur	Schwefel	Sulphur	硫
塩素えんそ	Cl	Chlorine	Chlor	Chlorum	氯
カリウム	K	Potassium	Kalium	Kalium	鉀
チタン	Ti	Titanium	Titan	Titanium	鈦
クロム	Cr	Chromium	Chrom	Chromium	鉻
マンガン	Mn	Manganese	Mangan	Manganum	錳
鉄てつ	Fe	Iron	Eisen	Ferrum	鐵てつ
銅どう	Cu	Copper	Kupfer	Cuprum	銅どう
亜鉛あえん	Zn	Zinc	Zink	Zincum	鋅
ヒ素ひそ	As	Arsenic	Arsen	Arsenicum	砷
セレン	Se	Selenium	Selen	Selenium	硒
臭素しゅうそ	Br	Bromine	Brom	Bromum	溴
ニオブ	Nb	Niobium	Niob	Niobium	鈮
モリブデン	Mo	Molybdenum	Molybdän	Molybdenum	鉬
銀ぎん	Ag	Silver	Silber	Argentum	銀ぎん
スズ	Sn	Tin	Zinn	Stannum	錫すず
アンチモン	Sb	Antimony	Antimon	Stibium	銻
テルル	Te	Tellurium	Tellur	Tellurium	碲
ヨウ素もと	I	Iodine	Iod	Iodum	碘
ランタン	La	Lanthanum	Lanthan	Lanthanum	鑭
プラセオジム	Pr	Praseodymium	Praseodym	Praseodymium	鐠
ネオジム	Nd	Neodymium	Neodym	Neodymium	釹
タンタル	Ta	Tantalum	Tantal	Tantalum	鉭
白金はっきん	Pt	Platinum	Platin	Platinum	鉑
金きむ	Au	Gold	Gold	Aurum	金きむ
水銀すいぎん	Hg	Mercury	Quecksilber	Hydrargentum	汞
鉛なまり	Pb	Lead	Blei	Plumbum	鉛なまり
ウラン	U	Uranium	Uran	Uranium	鈾

参考さんこう画像がぞう

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  元素げんその対角線たいかくせん関係かんけいを描えがいた図ず。

元素げんその誕生たんじょう

ガモフの理論りろんとホイルの理論りろん

20世紀せいき前半ぜんはん、「宇宙うちゅうには始はじまりがなく、宇宙うちゅうの大おおきさは無限むげんだ」とほとんどの科学かがく者しゃによって信しんじられていた時ときに、ジョルジュ・ルメートルが、「宇宙うちゅうは原始げんし的てき原子げんし（primeval atom）の“爆発ばくはつ”で始はじまった」とするモデルを提唱ていしょうした。ジョージ・ガモフがその理論りろんを発展はってんさせるが（ビッグバン理論りろん）、この理論りろんが提唱ていしょうされた当初とうしょ、この理論りろんはほとんど誰だれからも信しんじられなかった。1950年代ねんだいでも支持しじ者しゃは少すくなく、フレッド・ホイルからも激はげしい反論はんろんがされ議論ぎろんが起おきたが、どちらの理論りろんが正ただしいか判定はんていしようにも、天文てんもん観測かんそくの世界せかいで最先端さいせんたん施設しせつであり理論りろんを塗ぬり替かえる役割やくわりを果はたしていたウィルソン山やま天文台てんもんだいですら、判定はんていに必要ひつような観測かんそくデータは1920〜1930年代ねんだいに集あつめられた精度せいどの低ひくいものしか持もっておらず、本当ほんとうのところ一体いったいどちらの理論りろんに分ぶんがあるのか、観測かんそくデータに基もとづいて判定はんていできるような状態じょうたいではなかった。将来しょうらい観測かんそくを行おこなうことで得えられるであろう、より精度せいどの高たかいデータにこの議論ぎろんの行方ゆくえがかかっているような状況じょうきょうだった。

ところで、同どう理論りろんでジョージ・ガモフは、初期しょきの宇宙うちゅうは全すべてが圧縮あっしゅくされ高密度こうみつどだったうえに、超ちょう高こう温度おんどだったとし、宇宙うちゅうの膨張ぼうちょうの始はじまりを一種いっしゅの熱ねつ核かく爆ばく弾だんの火ひの玉たまだと捉とらえ、創造そうぞうの材料ざいりょうが爆発ばくはつの場ばで連鎖れんさ的てきに起おきる核かく反応はんのうによって、現在げんざいの宇宙うちゅうに見みられる様々さまざまな元素げんそに転移てんいしたのだ、と説明せつめいした（これらの材料ざいりょうのことをガモフは「アイレム」と呼よび、それらは陽子ようし、中性子ちゅうせいし、電子でんし、ガンマ線がんませんの高密度こうみつどガスなどだ、とした）。従来じゅうらいどおりの定常ていじょう宇宙うちゅう論ろんを支持しじするフレッド・ホイルのほうは、ライバル理論りろんであるビッグバン・モデルと競きそうためには、自分じぶんの理論りろんのほうも炭素たんそ・酸素さんそ・金きむ・鉄てつ・窒素ちっそ・ウラン・鉛なまりなどの元素げんそが存在そんざいするに至いたった起源きげんを説明せつめいしなければならない、ということを意識いしきするようになり、ビッグバンが無なくても元素げんそが創そう生むされたと説明せつめいすることができることを示しめそうと、「星ほし（天体てんたい）ではありとあらゆる核種かくしゅ変換へんかんが起おこっている」とする考かんがえ方かたを提唱ていしょうした。ホイルはこの考かんがえ方かたを支持しじする証拠しょうこを得えるために1953年ねんにカリフォルニア工科こうか大学だいがくケロッグ放射線ほうしゃせん研究所けんきゅうじょ（Kellogg Radiation Lab）に赴おもむいて、所長しょちょうのウィリー・ファウラーの協力きょうりょくで、泡あわ箱ばこを用もちいて3個このヘリウム原子核げんしかくの衝突しょうとつによる実験じっけんを成功せいこうさせたのであった。

だが、1965年ねんに宇宙うちゅうマイクロ波は背景はいけい放射ほうしゃが発見はっけんされ、その解釈かいしゃくや説明せつめいのための議論ぎろんが科学かがく者しゃらの間あいだで進すすめられるようになると、徐々じょじょにビッグバン理論りろんのほうを支持しじする科学かがく者しゃの割合わりあいが増ふえてゆくことになり、定常ていじょう宇宙うちゅう論ろんのほうは徐々じょじょに支持しじを失うしなってゆくことになった（その後ごも様々さまざまな観測かんそくデータが出だされるたびに、ビッグバン理論りろんのほうはますます支持しじ者しゃを増ふやし、ほとんどの科学かがく者しゃから支持しじされるようになった）。

ビッグバンにおける元素げんそ生成せいせい

詳細しょうさいは「ビッグバン原子核げんしかく合成ごうせい」を参照さんしょう

「元素げんそ合成ごうせい」も参照さんしょう

ビッグバン理論りろんでは、すべての根元ねもと物質ぶっしつはビッグバン開始かいしから約やく10分間ふんかんで創造そうぞうされた、とされる。

（現在げんざい、ほとんどの科学かがく者しゃから支持しじされていると言いってもいい）ビッグバン理論りろんでは、宇宙うちゅう開闢かいびゃくでは非常ひじょうに高たかいエネルギーの解放かいほうが起おこり、ビッグバンと呼よばれる大だい爆発ばくはつとともに急速きゅうそくな膨張ぼうちょうを起おこしながら温度おんどを下さげ、エネルギーが転移てんいしてすべての物質ぶっしつが生うまれた、というのである。

近年きんねんの物理ぶつり学者がくしゃの説明せつめいによると、ビッグバン発生はっせい直後ちょくごは高こうエネルギーのみで宇宙うちゅうは満みたされていたが、1秒びょう経過けいか後ごには温度おんどが1000億おく度ど程度ていどまで下さがり、陽子ようしと中性子ちゅうせいしが生成せいせいされ、この時点じてんでは電子でんしやニュートリノと反応はんのうを起おこして陽子ようしと中性子ちゅうせいしは双方向そうほうこうに変化へんかしつつ平衡へいこう状態じょうたいにあったとされる。しかしこの環境かんきょう下かでは、陽子ようしと電子でんしが反応はんのうするにはエネルギーを要ようするのに対たいし、中性子ちゅうせいしは電子でんしと反はん電子でんしニュートリノを放出ほうしゅつして容易よういに陽子ようしへと変化へんかした。そのため、膨張ぼうちょうによる温度おんど低下ていかとともに相対そうたい的てきに陽子ようしの数かずが多おおくなってゆく。

100秒びょう程ほどが経たち温度おんどが100億おく度ど前後ぜんこうまで下さがると、陽子ようしと中性子ちゅうせいしが結むすびつき始はじめ、重水素じゅうすいその原子核げんしかくが生成せいせいされ始はじめ、さらに質量しつりょう数すう4のヘリウム⁴Heへ原子核げんしかく反応はんのうを起おこす。ヘリウム原子核げんしかくを構成こうせいすると中性子ちゅうせいしは安定あんていし崩壊ほうかいは起おこらなくなる。この合成ごうせいが進行しんこうした頃ころ、陽子ようしと中性子ちゅうせいしの個数こすう比ひは7対たい1であったため陽子ようしが大量たいりょうに残のこり、これが水素すいそとなった。宇宙うちゅうがさらに冷ひえて電子でんしを取とり込こみ元素げんそとなった際さい、この陽子ようしと中性子ちゅうせいしの差さから、水素すいそとヘリウムの個数こすう比ひはほぼ12対たい1となった。これらビッグバンにおける元素げんそ生成せいせいは約やく10分間ふんかんで終了しゅうりょうしたと言いわれる。

ただし、ビッグバンで生成せいせいされた元素げんそには、微量びりょうのリチウムも存在そんざいしたと考かんがえられる。高こうエネルギー下かで元素げんそが生成せいせいされる際さい、若干じゃっかんながら三さん重水素じゅうすいそ³Hやヘリウム3 ³Heが生しょうじ、これが⁴Heと核かく融合ゆうごうすることがあり、これが質量しつりょう数すう7のリチウムの同位どうい体たいとなった可能かのう性せいが指摘してきされた。宇宙うちゅう誕生たんじょう直後ちょくごに生うまれた非常ひじょうに古ふるい第だい一いち世代せだいの星ほしを観測かんそくすると、恒星こうせい内ないでの核かく融合ゆうごうや外部がいぶからの元素げんそ取とり込こみが無ないため重じゅう元素げんそはほとんど観測かんそくされないが、有意ゆういなリチウムの含有がんゆうが確認かくにんされた例れいがあり、これはビッグバンで生成せいせいされた元素げんそだと考かんがえられている。ただし、理論りろんと観測かんそくではその量りょうに差さがあり、ビッグバン理論りろんには修正しゅうせいが求もとめられる可能かのう性せいがある。

恒星こうせい内ないでの核かく融合ゆうごう

陽子ようし-陽子ようし連鎖れんさ反応はんのう模も式しき図ず。合計ごうけい4つの陽子ようし（赤あか玉だま-Proton）が3段階だんかいの衝突しょうとつを繰くり返かえし、陽子ようし2と中性子ちゅうせいし（黒くろ玉だま-Neutron）2によるヘリウム原子核げんしかくとなる。その過程かていで2個この電子でんし（白玉しらたま-Positron）と各かく2度どのニュートリノ（νにゅー-Neutrino）とガンマ線がんません（γがんま-Gamma Ray）を発はっする。

詳細しょうさいは「恒星こうせい内ない元素げんそ合成ごうせい」を参照さんしょう

ほとんどが水素すいそかヘリウムであったビッグバンで生成せいせいされた元素げんそは、そのままでは宇宙うちゅうの中なかに散ちってしまっていたが、やがて密度みつどが高たかい領域りょういきで集あつまり、高温こうおん高だか圧あつとなった部分ぶぶんが第だい一いち世代せだいの恒星こうせいとなり核かく融合ゆうごう反応はんのうが始はじまった。最初さいしょの恒星こうせいは、ビッグバンから2億おく年ねん後ごに生うまれたと考かんがえられている。恒星こうせいの中なかでは陽子ようし-陽子ようし連鎖れんさ反応はんのうによって水素すいそ（陽子ようし）がヘリウムへ核かく融合ゆうごうを起おこし、これによって生しょうじるエネルギーで輝かがやく星ほしを主しゅ系列けいれつ星ぼしという。なお、恒星こうせい内ないで炭素たんそ・窒素ちっそ・酸素さんそを媒介ばいかいに陽子ようしがヘリウムへ変化へんかするCNOサイクルもエネルギー発生はっせいのメカニズムであるが、この反応はんのうでは炭素たんそなどの元素げんそは基本きほん的てきに増加ぞうかしない。

恒星こうせいは水素すいそを消費しょうひしながらエネルギーを生しょうじるが、それが進すすむと中心ちゅうしん核かくにはヘリウムが溜たまり、水素すいその核かく融合ゆうごう反応はんのうは核かくの周辺しゅうへん部ぶで行おこなわれるようになる。そしてある程度ていどのヘリウムが蓄積ちくせきされ温度おんどが1億おく度どに達たっすると中心ちゅうしん核かくでヘリウム3個この核かく融合ゆうごうであるトリプルアルファ反応はんのうが起おこり、炭素たんそが生成せいせいされる（ヘリウム燃焼ねんしょう過程かてい）。比較的ひかくてき軽かるい星ほしでは膨張ぼうちょうし赤色あかいろ巨星きょせいとなり、やがて星ほし間あいだガスとして元素げんそを放出ほうしゅつしながら白色はくしょく矮星となる。

質量しつりょうが太陽たいようの3倍ばい程度ていどまでの恒星こうせいでは、核かく融合ゆうごう反応はんのうで生成せいせいされる元素げんそは炭素たんそ止とまりだが、より大おおきな星ほしでは核かくに溜たまった炭素たんそや酸素さんそを使つかう反応はんのう（炭素たんそ燃焼ねんしょう過程かていや酸素さんそ燃焼ねんしょう過程かてい）へ進すすみ、ネオンやケイ素けいそ等とうを経へて最終さいしゅう的てきに鉄てつまでが生成せいせいされる。安定あんていした鉄てつの原子核げんしかくは電気でんき反発はんぱつ力りょくが強つよく核かく融合ゆうごうを起おこさないため、恒星こうせいの中心ちゅうしん部ぶではエネルギー発生はっせいが止とまる。この段階だんかいで恒星こうせいは鉄てつを中心ちゅうしんに外側そとがわに段々だんだんと軽かるい元素げんそが多層たそうを成なし、たまねぎのような構造こうぞうとなる。これが超新星ちょうしんせい爆発ばくはつを経へて放出ほうしゅつされる。

中性子ちゅうせいし捕獲ほかくによる元素げんそ合成ごうせい

キセノンを起点きてんにした中性子ちゅうせいし捕獲ほかく（s過程かてい及およびr過程かてい）の例れい。

詳細しょうさいは「中性子ちゅうせいし捕獲ほかく」および「超新星ちょうしんせい元素げんそ合成ごうせい」を参照さんしょう

恒星こうせい内ないの核かく融合ゆうごう反応はんのうでは、鉄てつより重おもい元素げんそはほとんど生成せいせいされず、ごくわずか生しょうじてもすぐに分解ぶんかいしてしまう。これらは、原子核げんしかくが電気でんき反発はんぱつ力りょくを生しょうじない中性子ちゅうせいしを獲得かくとくするという全まったく別べつの方法ほうほうで生しょうじるが、そのような反応はんのうが可能かのうとなる場所ばしょは限かぎられる。ひとつは、既すでに鉄てつなどの重おもい元素げんそを含ふくむ第だい二に世代せだいの恒星こうせい内ないであり、もうひとつは超新星ちょうしんせい爆発ばくはつの瞬間しゅんかんである。

太陽たいようよりやや重おもい程度ていどの恒星こうせい（中ちゅう質量しつりょう星ぼし）では、中心ちゅうしん部ぶの核かく融合ゆうごうで生成せいせいされる元素げんそは炭素たんそまでに止とまる。このような星ほしの晩年ばんねんには、メカニズムははっきり分わかっていないが剥むき出だしの中性子ちゅうせいしが生しょうじ、第だい二に世代せだい星ぼしが元々もともと含ふくんでいた重じゅう元素げんそがこれを捕獲ほかくする。すると、同おなじ陽子ようしの数かずながら中性子ちゅうせいし数すうが多おおい同位どうい体たいとなる。これが不安定ふあんていな同位どうい体たいとなると、中性子ちゅうせいしがベータ崩壊ほうかいを起おこして陽子ようしに変化へんかし、原子げんし番号ばんごうがひとつ多おおい元素げんそへ変化へんかする。この反応はんのうが繰くり返かえされ、鉄てつよりも重おもい元素げんそが生成せいせいされる。中ちゅう質量しつりょう星ぼしの内部ないぶでは比較的ひかくてき中性子ちゅうせいしの数かずが少すくなく、捕獲ほかくとベータ崩壊ほうかいが順次じゅんじ繰くり返かえされる。これは「遅おそい過程かてい・s過程かてい」（s-プロセス、sはslowの略りゃく）と呼よばれる。この過程かていにおいて、中性子ちゅうせいし捕獲ほかくは数すう万まん年ねんから数すう十じゅう万まん年ねんに1個いっこであり、ビスマスまでの重じゅう元素げんそを生成せいせいすると考かんがえられる。

「遅おそい過程かてい」に対たいし、中性子ちゅうせいし数すうが多おおくベータ崩壊ほうかいの機会きかいを与あたえない環境かんきょうが、超新星ちょうしんせい爆発ばくはつである。太陽たいようの10倍ばい以上いじょうの質量しつりょうを持もつ恒星こうせいでは、その末期まっきになると中心ちゅうしん部ぶに中性子ちゅうせいしのかたまりが形成けいせいされ、やがて重力じゅうりょく崩壊ほうかいによる大だい規模きぼな爆発ばくはつを起おこして終焉しゅうえんを迎むかえる。このII型がたに分類ぶんるいされる超新星ちょうしんせい爆発ばくはつの際さいも中性子ちゅうせいしが発生はっせいし、恒星こうせい内ないの元素げんそに中性子ちゅうせいし捕獲ほかくを起おこす。しかもこれは数すう秒間びょうかんという短みじかい時間じかんに大量たいりょうの中性子ちゅうせいしを供給きょうきゅうし、不安定ふあんていな同位どうい体たいにベータ崩壊ほうかいを起おこす暇ひまを与あたえず、質量しつりょう数すうをどんどん増ふやす合成ごうせいを行おこなう。そのため、高こう質量しつりょう数すうとなった同位どうい体たいは宇宙うちゅう空間くうかんへ放出ほうしゅつされた後のちに、崩壊ほうかいすると原子げんし番号ばんごうが高たかい元素げんそへ変換へんかんされる。これは「早はやい過程かてい・r過程かてい」（r-プロセス、rはrapidの略りゃく）と呼よばれる。この過程かていでは、観測かんそくからウランより重おもいカリホルニウムの生成せいせいが確認かくにんされている。しかしこのメカニズムも不明ふめいな点てんが多おおい。

その他たの元素げんそ合成ごうせい

過程かていの詳細しょうさいは判明はんめいしていないが、他ほかにも元素げんそ合成ごうせいを起おこす宇宙うちゅうの現象げんしょうがある。質量しつりょうが太陽たいよう程度ていどの恒星こうせいが中性子星ちゅうせいしせいと連れん星ぼしになっている場合ばあい、その質量しつりょうが太陽たいようの約やく1.4倍ばいになるとIa型がた超新星ちょうしんせい爆発ばくはつを起おこし、重おもい元素げんそが生成せいせいされる可能かのう性せいが指摘してきされている。

また、中性子星ちゅうせいしせい同士どうしが衝突しょうとつした際さいにも元素げんそ合成ごうせいが生しょうじるとの指摘してきもある。恒星こうせいを舞台ぶたいに元素げんそ合成ごうせいする理論りろんだけでは説明せつめいできなかった地球ちきゅう上じょうに存在そんざいする金かねや白金はっきんなどの量りょうについて、イギリスのレスター大学だいがくとスイスのバーゼル大学だいがくの協同きょうどうチームはスーパーコンピュータを用もちいて試算しさんし、中性子星ちゅうせいしせい同士どうしが衝突しょうとつすることで生成せいせい・放出ほうしゅつされる説せつを発表はっぴょうした。

元素げんその分布ぶんぷ・存在そんざい比ひ

元素げんその分布ぶんぷには偏かたよりがあり、その存在そんざい比ひは範囲はんいによって大おおきく異ことなる。この比率ひりつ構成こうせいは元素げんそ構成こうせい比ひと呼よばれる。

スース・ユーリー図表ずひょう

宇宙うちゅうでの存在そんざい比ひ

宇宙うちゅうの元素げんそ構成こうせい比ひは、宇宙うちゅう論ろんにより推定すいていされ、隕石いんせき分析ぶんせきや星ほしの光ひかりのフラウンホーファー線せん解析かいせきおよび宇宙うちゅう線せん調査ちょうさなど天文学てんもんがく的てき観測かんそくにより裏付うらづけられる。ただし宇宙うちゅうの大おおきさが確定かくていしていない現在げんざいでは、各かく元素げんその絶対ぜったい量りょうを決定けっていできず、存在そんざい比ひのみが推計すいけいされている。これは1956年ねんにスース・ユーリー図表ずひょうとして発表はっぴょうされ、1968年ねんにデータの更新こうしんを受うけている。これによると、ビッグバンで生成せいせいされた水素すいそに次ついでヘリウムの存在そんざい比ひが多おおく、それに比くらべてリチウム、ベリリウム、ホウ素ほうその比率ひりつは極端きょくたんに低ひくい。炭素たんそ以下いかはほぼ原子げんし番号ばんごうの増加ぞうかとともに比率ひりつが下さがってゆく傾向けいこうを持もつが、特徴とくちょう的てきな部分ぶぶんは原子げんし番号ばんごう偶数ぐうすうの元素げんそが隣となり合あう奇数きすうの元素げんそよりも存在そんざい比ひが多おおいところにある。

また中性子ちゅうせいし捕獲ほかくによる元素げんそ合成ごうせいでは、原子核げんしかくに存在そんざいする数かずによって安定あんていする中性子ちゅうせいしの魔法まほう数すうが影響えいきょうを及およぼす。これは中性子ちゅうせいし数すうが50, 82, 126等とうになると、さらに中性子ちゅうせいしを捕獲ほかくして原子げんし量りょうを高たかめる反応はんのうが鈍にぶくなるもので、結果けっか的てきにこれらの中性子ちゅうせいし数すうを持もつストロンチウム（陽子ようこ：中性子ちゅうせいし=38：50）、バリウム（56：82）、鉛なまり（82：126）元素げんそが比較的ひかくてき多おおくなる。

地球ちきゅうでの分布ぶんぷ・存在そんざい比ひ

地球ちきゅう全体ぜんたいの元素げんそ構成こうせいは、コアやマントルを直接ちょくせつ調査ちょうさできないため、隕石いんせき（コアとしての隕鉄、マントルとしてのアコンドライト）の分析ぶんせきや地震じしん波はから各層かくそうの弾性だんせい率りつ・密度みつど等ひとしの解析かいせきを組くみ合あわせて推計すいけいされる。これによると存在そんざい比ひで酸素さんそが最もっとも多おおく、宇宙うちゅうに多おおい水素すいそやヘリウムの比率ひりつは低ひくい。金属きんぞく類るいも多おおく、ケイ素けいそ、マグネシウム、鉄てつなどが上位じょういを占しめる。なお、硫黄いおうは硫化りゅうか鉄てつ状じょうで広範囲こうはんいに分散ぶんさんしているため、存在そんざい比ひがはっきり分わかっていない。

詳細しょうさいは「地殻ちかく中ちゅうの元素げんその存在そんざい度ど」を参照さんしょう

地殻ちかくを構成こうせいする主しゅたる元素げんそは、古典こてん的てきな研究けんきゅう成果せいかとして質量しつりょう比ひで示しめされるクラーク数すうが広ひろく知しられている。酸化さんか物ぶつとして地殻ちかくに、水みずとして水圏すいけんに、そしてガスとして大気圏たいきけんに存在そんざいする酸素さんそが全ぜん球たまの存在そんざい比ひと同おなじく最もっとも多おおい。違ちがいはマグネシウムやニッケルが少すくなく、水素すいそやナトリウムおよびアルミニウムが多おおい点てんがある。

人体じんたいでの存在そんざい比ひ

人間にんげんの体からだを構成こうせいする元素げんそは、水みずをつくる水素すいそと酸素さんそが圧倒的あっとうてきに多おおい。その存在そんざい比ひは海水かいすいとの相関そうかん性せいが指摘してきされている。ただし、唯一ゆいいつの例外れいがいはリンであり、また人体じんたいは微量びりょうながら酵素こうその活性かっせいに必要ひつような微量びりょう元素げんそが使つかわれている。

元素げんそ鉱物こうぶつ

詳細しょうさいは「元素げんそ鉱物こうぶつ」を参照さんしょう

「鉱物こうぶつの一覧いちらん#元素げんそ鉱物こうぶつ」も参照さんしょう

鉱物こうぶつ学がくにおいて、単一たんいつの元素げんそあるいは合金ごうきんからなる鉱物こうぶつのことを元素げんそ鉱物こうぶつ（げんそこうぶつ、英えい: native element mineral）という。元素げんそ鉱物こうぶつは金属きんぞく（銅どう、白金はっきん、鉄てつ、金きむ、銀ぎん）、半金はんきん属ぞく（砒素ひそ）、非金属ひきんぞく（硫黄いおう、炭素たんそ）の3グループに分わけられる。単体たんたいのものは元素げんそ名めいと区別くべつするため、「自然しぜん」（native）を付つけて「自然しぜん金きん」（native gold）、「自然しぜん蒼鉛そうえん」（native bismuth）などと呼よばれる。

脚注きゃくちゅう

参考さんこう文献ぶんけん

• 斉藤さいとう一夫かずお『元素げんその話はなし』（初版しょはん第だい12刷さつ）培風館ばいふうかん、1996年ねん（原著げんちょ1982年ねん）。ISBN 4-563-02014-1。 
• 編集へんしゅう長ちょう：水谷みずたに仁ひとし『ニュートン別冊べっさつ周期しゅうき表ひょう第だい2版はん』ニュートンプレス、2010年ねん。ISBN 978-4-315-51876-4。 
• 山口やまぐち義久よしひさ「インドとギリシアの古代こだい「原子げんし論ろん」 : 比較ひかく思想しそうの基本きほん的てき問題もんだい」『人文じんぶん学がく論集ろんしゅう』第だい14巻かん、大阪府立大学おおさかふりつだいがく人文じんぶん学会がっかい、1996年ねん、99-117頁ぺーじ、ISSN 0289-6192、2020年ねん3月がつ26日にち閲覧えつらん。 

• 千葉ちば惠めぐみ「アリストテレス哲学てつがくにおける方法ほうほう論ろん : ロギケー(形式けいしき言論げんろん構築こうちく術じゅつ)の展開てんかい」『北海道大学ほっかいどうだいがく文学ぶんがく研究けんきゅう科か紀要きよう』第だい104巻かん、北海道大学ほっかいどうだいがく文学ぶんがく研究けんきゅう科か、2001年ねん、1-93頁ぺーじ、2020年ねん3月がつ26日にち閲覧えつらん。 

• 石村いしむら多門たもん『＜無限むげん＞の快楽かいらく』（第だい1版はん第だい1刷さつ）窓まど社しゃ、1998年ねん。ISBN 4-89625-003-6。 
• 青木あおき和光かずみつ『物質ぶっしつの宇宙うちゅう史し』（初版しょはん）新しん日本にっぽん出版しゅっぱん社しゃ、2004年ねん。ISBN 4-406-03068-9。 

• 中村なかむら元もと他た『岩波いわなみ仏教ぶっきょう辞典じてん』岩波書店いわなみしょてん、1989年ねん。ISBN 4-00-080072-8。 
• 櫻さくら部ぶ建けん『倶舎論ろん』大蔵おおくら出版しゅっぱん、1981年ねん。ISBN 978-4-8043-5441-5。 

関連かんれん項目こうもく

• 拡張かくちょう周期しゅうき表ひょう
• 元素げんその名称めいしょうに使つかわれた場所ばしょの一覧いちらん
• 元素げんその名称めいしょうに使つかわれた人物じんぶつの一覧いちらん
• 元素げんその名称めいしょうの語源ごげんの一覧いちらん
• B²FH論文ろんぶん - 元素げんその起源きげんについて。

外部がいぶリンク

• 中村なかむら泰久やすひさ, 遠藤えんどう絢香あやか, 小瀧こたき拓也たくや, 杉田すぎた一馬かずま, 「「元素げんそ」及およびその起源きげんと分布ぶんぷをどう学まなんでいるか : 学校がっこう「理科りか」教科書きょうかしょでの扱あつかいなど」『福島大学ふくしまだいがく総合そうごう教育きょういく研究けんきゅうセンター紀要きよう』 6巻かん p.33-40, ISSN 18813348, 福島大学ふくしまだいがく総合そうごう教育きょういく研究けんきゅうセンター
• 『元素げんそ』 - コトバンク