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化学元素

組成世界的物質
“元素”重定向至此。关于其他用法，请见“元素 (消歧义)”。
注意：本页有Unihan新版汉字：“䤭、䥑、鿏、鿔、鿫、鿬、鿭、𨧀、𨭎、𨨏、𨭆、𫟼、𫓧、𫟷、𬬭、𬬻、𬭊、𬭛、𬭳、𬭶”，这些字符可能会错误显示，详见Unicode扩展汉字。

化学元素，常简称元素，是一百多种基本的金属和非金属纯物质，也是构成物质的基本单位，不能直接用化学方法分解。同一种化学元素是由质子数相同的原子组成，用一般的化学方法不能使之分解。所有化学物质都是由元素组成，即任何物质都包含元素。一些常见元素的例子有氢、碳、氮、氧、硅、铁、铝、硫、钙和钠等。

元素周期表
一些元素的样品。从左到右，从上到下为：氢、钡、铜、铀、溴及氦

1923年，国际原子量委员会作出决定：化学元素是根据原子核电荷的多少对原子进行分类的一种方法，并将核电荷数相同的一类原子称为一种元素。[1]元素的核电荷数与其核中的质子数相对应，例如氢原子的原子核皆带有1个正电荷，即氢原子核中都有一个质子。每种元素都有其对应的质子数，称作原子序。

截至2023年，总共有118种元素被发现，其中有94种在地球上天然存在，分别是1号的氢至94号的钚，而原子序为95以上者则是人造元素。118种元素中，原子序数大于82的元素（铅之后的元素）和第43和第61号元素（锝和钷）皆为不稳定的放射性元素，会进行放射性衰变，转变成其他元素。不过，即使这些放射性元素会衰变成其他元素，有些仍在自然界中有稳定的存量，例如铋、钍和铀具有长寿的原始放射性同位素（英语：Primordial nuclide）[2]，发生衰变的速率非常缓慢。此外，其余原子序数小于95的放射性元素虽然寿命较短，但在自然界中亦有痕量的存在，为钍或铀的衰变产物。而原子序数为95以上的放射性元素都不存在于现今的自然界中，只能以人工合成的方式生产。

目前最新发现之元素为2010年合成出的鿬（Tennessine，简写Ts），并经IUPAC正式承认，至此元素周期表第一周期至第七周期的所有元素都已被发现。科学家们至今仍力图借由人工核反应合成出原子序更大的新元素。

概览

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原子序数

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主条目：原子序数

原子序数是一个原子核内质子的数量，也决定元素的性质[3]。拥有同一原子序数的原子属于同一化学元素。原子序数的符号是Z。例如所有的碳原子的原子核都有六个质子，因此碳的原子序数是6[4]。碳原子可能会有不同个数的中子，这些就是碳的同位素[5]。

原子核中质子的个数决定了原子核的电荷，因此也决定了原子在电中性时的电子个数。电子会填入其原子轨道中，决定原子各种的化学性质。中子的个数对于原子的化学性质影响不大（氢及氘例外）。例如所有的碳原子因为有六个质子及六个电子，即使其中子可能有六个或是八个，其化学特性几乎相同。因此在化学上，是由原子序数来识别一化学元素的特性，而不是用其质量数。

一般原子序数会写在元素符号的左下方，例如

 是氢， 是氧。

但因为一个元素的原子序数是确定的，因此这个值很少会这样写出来。

质量数

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主条目：质量数

质量数是指中性原子的原子核内，质子数量和中子数量的和，质量数的数值都是整数。如氧-16中性原子的原子核内质子数和中子数皆为8，故其质量数为16。有时会将质量数和原子序数（Z，质子数）分别标示在元素的左上角及左下角，如 即为质量数为16，原子序数为8的氧原子[6]。

同位素

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主条目：同位素

同位素是指同一化学元素之下中子数不同的各个核素。同一种元素的所有原子都具有相同的质子数目，但彼此的中子数目可能不同，质子数相同但中子数不同的原子称为同一元素的不同种同位素，这些同位素在元素周期表中占有同一个位置，因此得名。例如氕、氘和氚皆属于氢元素的同位素，它们的原子核中都有1个质子，但中子数分别为0、1及2，所以它们互为同位素。其中，氘几乎比氕重一倍，而氚则几乎比氕重二倍。

同种元素的同位素具有几乎相同的化学性质，但由于彼此中子数不同，而不同质子和中子数的组合会影响原子核的稳定性，因此每种同位素的核稳定性各不相同，发生衰变的半衰期也有长有短。其中原子核不稳定、会发生放射性衰变的同位素称为放射性同位素，不会发生衰变、能恒久存在的同位素则称为稳定同位素。在所有元素的已知同位素中，放射性同位素占大部分。若某元素没有稳定同位素，即所有同位素都具有放射性，则该元素会被称为放射性元素，例如铀、镭和氡等。原子序83以上（铋以后）的元素以及43号锝和61号钷都属于放射性元素，至于其余原子序82以下的所有元素都具有至少1种稳定的同位素。

原子量

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主条目：原子量

质量数是原子中，质子数量和中子数量的和，而单一原子的原子量为表示该原子质量的实数，其单位为原子质量单位（amu或简称u）。一般而言，原子量和质量数会有些差异，不会完全相同，因为每个中子和每个质子的质量不是恰好都是1u，而原子量也会受到电子及核结合能的影响。例如氯-35的原子量若精确到五位小数，会是34.969u，而氯-37的原子量若精确到五位小数，会是36.966u。不过原子量以u为单位时的数值，和质量数的误差会在1%以内。唯一原子量是整数，和质量数完全相同的元素是碳12，因为依照原子质量单位的定义就是碳12原子在基态时质量的1/12，因此碳12的原子量就是12u。

相对原子量（英语：Relative atomic mass）以往也称为原子量，是在特定环境下找到同一元素同位素，以丰度加权后的原子量平均值，再除以原子质量单位（u）所得的值。数值可能是一个分数，例如氯的相对原子量为35.453，不太接近整数，原因是这个数值是76%的氯35及24%的氯37平均后的结果。

化学的纯元素及核子物理的纯元素

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化学家和核子物理学家对于“纯元素”会有不同的定义。在化学上，纯元素是指物质中全部（或是几乎是全部）的原子都有相同的原子序，或是质子个数相同。不过在核子物理上，纯元素是指物质中只有一种稳定的同位素[7]

例如，铜缆中若99.99%的成分都是有29个质子的铜原子，以化学层面来看，即为有99.99%纯度的铜。不过一般的铜包括了二种同位素，69%的 及31%的 ，两者中子数不同。相对的，金块在化学上或是在核子物理都是纯元素，因为一般的金只由一种同位素 组成。

同素异形体

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主条目：同素异形体

化学上的纯元素，其原子之间结合的方式可能不只一种，因此纯元素也会存在多种化学结构（英语：chemical structure），也就是原子在空间中会有不同的排列方式，这些称为同素异形体，其性质也有所变化。例如碳的同素异形体中，钻石是在每个碳原子的周围都有以四面体结构互相连接的碳，而石墨是由碳原子组成的六角状层状结构，石墨烯只有单一层的石墨，但强度非常高，富勒烯的几何外形几近于球体，碳纳米管是由六角形结构组成的细管，但其电气特性又和其他的同素异形体不同。

元素的一般条件（也称为参考状态）是指元素在压强一巴、指定温度（一般会是298.15K）下其热力学稳定度最高的状态。在热化学中，会定义元素在一般条件下的标准摩尔生成焓为零。例如，碳的一般条件是石墨，因为石墨的结构比其他同素异形体都要稳定。

元素性质

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有许多种描述性的分类可以应用在元素上，包括其物理及化学性质、在标准状况下的物态、熔点及沸点、密度、固态时的晶体结构以及其在地球上的存在状况和来源等。

一般性质

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有些词常用来描述元素的一般物理性质及化学性质。第一种分类方式是将元素分为可以导电的金属、无法导电的非金属，以及在金属和非金属之间的一些类金属，其性质介于金属和非金属之间，而且多半会有半导体的特性。

在周期表上一般还有更细的元素分类，除了可大略分为金属及非金属外，还会用颜色标示一些比较细的分类，例如碱金属、碱土金属、卤素、镧系元素、锕系元素、过渡金属、贫金属、类金属、双原子非金属、多原子非金属及惰性气体。在上述系统中，碱金属、碱土金属、镧系元素、锕系元素、过渡金属及贫金属属于金属，而双原子非金属、多原子非金属及惰性气体属于非金属。有些周期表中不会特殊将卤素分为一类，会将砹视为类金属，其他卤素则归为非金属。

物质状态

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另一种常见的分类是在特定的温度及压强（标准状况）下，利用元素本身的物质状态是固态、液态或气态来区分。大部分的元素在标准状况下是固态，也有一些是气态。在0 ℃及正常大气压强下会是液态的元素只有溴及汞，而铯及镓在上述条件下是固态，但分别会在28.4℃及29.8℃融化为液态。

熔点及沸点

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在一大气压强下的熔点及沸点（一般会用摄氏温度表示）也常用来作为元素的分类。大部分元素的熔点及沸点都已知道，不过有些放射性元素只能非常少量的制备，而且其半衰期短，因此可能还无法量测其熔点或沸点。因为氦在一大气压强下的绝对零度时也是液态，因此依传统的表示方式，氦只有沸点，没有熔点。

密度

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元素在特定温度及压强（标准状况）下的密度常用来作为元素分类的依据。密度会以g/cm3为其单位。因为有些元素在标准状况下为气态，这些元素的密度会以其气态下的密度来表示。

若元素有不同密度的同素异形体，一般会一一列出常见的同素异形体及其密度，另一种作法是列出最常见的同素异形体，并标示其密度。例如碳的同素异形体中，最常见的是无定形碳、石墨及钻石，其密度分别是1.8–2.1, 2.267和 3.515 g/cm3。

晶体结构

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主条目：晶体结构

目前为止，已发现的元素其固态时的晶体结构可分为八种：立方晶系、体心立方晶系、面心立方晶系、六方晶系、单斜晶系、正交晶系、菱形晶系及四方晶系。有些人工合成的元素因为可分析的原子太少，还无法判断其晶体结构。

放射性

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主条目：放射性

放射性是指某同位素的原子核不稳定，会自发性地放出电离辐射（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变成另一种同位素（衰变产物），这种特性称为放射性。每种元素都有着许多种放射性同位素，若某元素的所有同位素都具有放射性，则我们称该元素为放射性元素。核稳定性越低的放射性同位素半衰期越短，放射性也越强。

在自然界存在的94种化学元素中，原子序1至82的元素几乎都至少有一个稳定同位素（只有原子序43的锝以及原子序61的钷例外），不会衰变成其他核素，因此能在自然界以稳定的量恒常存在。而原子序83以后的元素和锝、钷都是放射性元素，其所有的同位素都不稳定、具有放射性，会发生核衰变反应。[8]其中有些元素，例如铋、钍及铀有一个或多个半衰期相对极长的放射性同位素，因此虽然这些放射性元素的原子在太阳系形成之前、恒星核合成时即产生，至今在自然界中仍存有相当的量。其中铋-209的α衰变半衰期超过1.9×1019年，为目前估计宇宙年龄的十亿倍，是已知发生α衰变的放射性核素中半衰期最长的，几乎可以视为是稳定核素[9][10]。

存在状况及来源

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也可以根据化学元素在地球上的存在状况及来源将其分类。在目前已知的118种元素中，在地球上天然存在的有94种（原子序1～94的元素），在宇宙中、恒星及超新星的光谱也有侦测到这94种元素的存在。而原子序数超过94的元素不存在于现今的地球上，是经由人工核反应所合成出的人造元素。

在94种天然存在的元素中，有83种元素是地球形成时就存在于地球上的原始元素（英语：primordial nuclide）。它们是大爆炸、超新星爆发等过程中产生的重元素，在太阳系形成时就已经存在。原始元素包括所有稳定元素和三种半衰期极长的放射性元素：铋、钍和铀，其中铋的半衰期甚至长达宇宙年龄的数倍，因此直到2003年来才检测出其放射性。由于原始放射性元素的半衰期非常长，衰变速率缓慢，因此这些元素的原子从形成之初经历数十亿年后仍得以相当的量存留到现在，其中钍和铀在地壳中的衰变过程更形成了现今自然界中三条最主要的衰变链，分别是以铀-238为母体的铀衰变链、以铀-235为母体的锕衰变链和以钍-232为母体的钍衰变链。

除了83种太阳系形成时便已存在的原始元素外，自然界中还存在着11种半衰期较短的放射性元素。其中5种（钋、氡、镭、锕和镤）是钍和铀较普遍的衰变产物，而其余6种元素（锝、钷、砹、钫、镎和钚）在自然界中仅痕量存在，砹和钫只存在于铀衰变链和锕衰变链的非常小的分支中，不但难以被生成，半衰期也极短，会很快衰变成其他元素；而原子序数较小的锝和钷是由铀-238的自发裂变以及由钼/钕分别发生中子俘获而产生；至于超铀元素镎和钚则只能由铀发生中子俘获而生成。由于这6种元素在自然界中极端稀有，因此除了钫之外最初都是透过人工合成的方法发现的，直到后来才发现它们也存在于自然界中。[11]其中锝更是第一种以人工合成的方式发现的化学元素，因此得名technetium（来自希腊文τεχνητός，意为“人造”）。[12]鉴于这6种元素在自然界中存量极为稀少，从天然矿石中提取它们并不实际，所以通常还是由人工合成的方式生产这些元素。因此，它们在部分周期表中仍被标记为人造元素。[13]

剩下的24种元素不存在于现今的地球上，也没有出现在宇宙光谱中，这些元素都是藉人工合成的方法所产生的，故称为人造元素。由于这些放射性元素的半衰期与地球的年龄相比过短，即使在地球形成的初期曾经存在过这些元素，至今也已经全部衰变殆尽，且现今自然界中也缺乏形成它们的途径或机制，因此只能由人工合成的方式生产。第一个完全由人工合成所产生、自然界中不存在的元素是1944年合成的锔，之后是镅、锫和锎等。目前最新发现的元素为2010年合成出的鿬（Tennessine, Ts），而目前发现原子序最大的元素则是118号的鿫（Oganesson, Og），于2006年合成出。[14][15][16][17]

周期表

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主条目：元素周期表
本模板：

族→ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 电子层 0族电子数
周期↓ I A VIII A
（0）
1 1
H
氢
1.008 		II A III A IV A V A VI A VII A 2
He
氦
4.003




K




2
2 3
Li
锂
6.941 		4
Be
铍
9.012 		  5
B
硼
10.81 		6
C
碳
12.01 		7
N
氮
14.01 		8
O
氧
16.00 		9
F
氟
19.00 		10
Ne
氖
20.18



L
K



8
2
3 11
Na
钠
22.99 		12
Mg
镁
24.30 		III B IV B V B VI B VII B VIII B
（VIII）
  		I B II B 13
Al
铝
26.98 		14
Si
硅
28.09 		15
P
磷
30.97 		16
S
硫
32.04 		17
Cl
氯
35.45 		18
Ar
氩
39.95


M
L
K


8
8
2
4 19
K
钾
39.10 		20
Ca
钙
40.08 		21
Sc
钪
44.96 		22
Ti
钛
47.87 		23
V
钒
50.94 		24
Cr
铬
52.00 		25
Mn
锰
54.94 		26
Fe
铁
55.84 		27
Co
钴
58.93 		28
Ni
镍
58.69 		29
Cu
铜
63.55 		30
Zn
锌
65.38 		31
Ga
镓
69.72 		32
Ge
锗
72.63 		33
As
砷
74.92 		34
Se
硒
78.97 		35
Br
溴
79.90 		36
Kr
氪
83.80

N
M
L
K

8
18
8
2
5 37
Rb
铷
85.47 		38
Sr
锶
87.62 		39
Y
钇
88.91 		40
Zr
锆
91.22 		41
Nb
铌
92.91 		42
Mo
钼
95.95 		43
Tc
锝
[97] 		44
Ru
钌
101.1 		45
Rh
铑
102.9 		46
Pd
钯
106.4 		47
Ag
银
107.9 		48
Cd
镉
112.4 		49
In
铟
114.8 		50
Sn
锡
118.7 		51
Sb
锑
121.8 		52
Te
碲
127.6 		53
I
碘
126.9 		54
Xe
氙
131.3
O
N
M
L
K
8
18
18
8
2
6 55
Cs
铯
132.9 		56
Ba
钡
137.3 		57-71
镧系
元素
* 		72
Hf
铪
178.5 		73
Ta
钽
180.9 		74
W
钨
183.8 		75
Re
铼
186.2 		76
Os
锇
190.2 		77
Ir
铱
192.2 		78
Pt
铂
195.1 		79
Au
金
197.0 		80
Hg
汞
200.6 		81
Tl
铊
204.4 		82
Pb
铅
207.2 		83
Bi
铋
209.0 		84
Po
钋
[209] 		85
At
砹
[210] 		86
Rn
氡
[222] 		P
O
N
M
L
K 		8
18
32
18
8
2
7 87
Fr
钫
[223] 		88
Ra
镭
[226] 		89-103
锕系
元素
** 		104
Rf
𬬻
[267] 		105
Db
𬭊
[268] 		106
Sg
𬭳
[267] 		107
Bh
𬭛
[270] 		108
Hs
𬭶
[271] 		109
Mt
鿏
[278] 		110
Ds
𫟼
[281] 		111
Rg
𬬭
[282] 		112
Cn
鿔
[285] 		113
Nh
鿭
[286] 		114
Fl
𫓧
[289] 		115
Mc
镆
[290] 		116
Lv
𫟷
[293] 		117
Ts
鿬
[294] 		118
Og
鿫
[294] 		Q
P
O
N
M
L
K 		8
18
32
32
18
8
2
6 * 镧系
元素 		57
La
镧
138.9 		58
Ce
铈
140.1 		59
Pr
镨
140.9 		60
Nd
钕
144.2 		61
Pm
钷
[145] 		62
Sm
钐
150.4 		63
Eu
铕
152.0 		64
Gd
钆
157.2 		65
Tb
铽
158.9 		66
Dy
镝
162.5 		67
Ho
钬
164.9 		68
Er
铒
167.3 		69
Tm
铥
168.9 		70
Yb
镱
173.0 		71
Lu
镥
175.0
7 ** 锕系
元素 		89
Ac
锕
[227] 		90
Th
钍
232.0 		91
Pa
镤
231.0 		92
U
铀
238.0 		93
Np
镎
[237] 		94
Pu
钚
[244] 		95
Am
镅
[243] 		96
Cm
锔
[247] 		97
Bk
锫
[247] 		98
Cf
锎
[251] 		99
Es
锿
[252] 		100
Fm
镄
[257] 		101
Md
钔
[258] 		102
No
锘
[259] 		103
Lr
铹
[266]

图解：

  碱金属
  碱土金属
  镧系元素
  锕系元素
  过渡金属
  贫金属
  类金属
  非金属
  卤素
  惰性气体
  待确认化学特性

在标准状况下，序号绿色者为气体；序号蓝色者为液体；序号黑色者为固体；序号灰色者为未知相态。​

化学元素的性质常会用元素周期表来整理，其中会将元素随着其原子数的增加，放在不同的元素周期中，而同一族的化学元素会有较近似的物理及化学性质。目前使用的标准元素表包括到2010年4月10日之前所发现的118个已确认的元素。

早期也有一些科学家用类似周期表的方式表现元素的关系，但一般都将元素周期表视为是俄罗斯化学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫在1869年的贡献，门捷列夫导入周期表来描述元素中重复的特性驱势。随着时间的演进，元素周期表的布局也有进行调整，以将新发现的元素加入，并且也发展了新的理论模式来解释其化学性质。

周期表在化学中的许多领域都很常出现，在针对许多不同形式化学性质的分类、系统化及比较时是非常好用的框架。周期表也常用在物理学、地质学、生物学、材料科学、工程学、农业、医学、营养学、环境卫生（英语：environmental health）及天文学。周期表中的原则在化学工程中也非常的重要。

命名法及符号

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主条目：IUPAC元素系统命名法和化学元素名称词源列表

元素命名的决定不断变化，混杂了人类各种语言、文化、及对化学知识的理解[18]。化学元素的名称随着历史演进有不同来源，有从古代就有名称的、有采用炼金术师时代名称的、有采用神话的、有采用颜色的、有按地理名称取的、有按元素性质取名的、也有按人名取名的[19]。在现代慢慢接受发现者有权命名，然而国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC），对于元素命名和符号有最终决定权[20]。

从1947年起IUPAC负起批准元素名称的责任，并为每一个元素决定国际通用的单一符号，在此之前有不少元素有多个名字，如元素41铌的名字在欧洲和美洲间存有争议150年，至1949年IUPAC决定采欧洲使用的名称[18]。截至2015年 (2015-Missing required parameter 1=month!)，IUPAC治理全球化学知识，成为化学元素新发现及命名权的最终裁决法院，创立了国际认可的标准术语，这是在19世纪所明显没有的。在语言参与方面，由于历史和世界大战的政治因素，德文曾被数个包括IUPAC的国际科学组织抵制，其后在1929年的IUPAC，德文和意大利文才被授予IUPAC附属语言的地位[21]。

根据中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会的说法，元素英文名称的国际定名是透过IUPAC讨论决定的[22]，该会化学名词审定分委员会于1998年召开的无机化学名词组扩大会议，根据IUPAC对101至109号的元素名称重新命名，审定对应的中文命名[23]。 IUPAC对101-11号元素重新命名后，两岸化学专家经研讨对中文定名达成一致，截至2014年 (2014-Missing required parameter 1=month!)100号之后的化学元素，两岸名称是完全一致的[24]。

元素名称词源

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从古代就有名称的元素共有9个，金、银、汞、铜、铁、锡、铅等7个金属及碳与硫等2个非金属[25]。汞是其中最晚发现的，圣经旧约提供了不少关于其他8个元素的信息、但并未提及汞[19]:72。

炼金术师时代元素命名采用的是当时众所周知意义：如砷的取名Arsenic源于希腊语：arsenkikos，取其男性、阳刚之意；铋Bismuth的取名源于德语：Weisse Masse，取其白色物质、白色金属之意[19]:72。

采用天体名称命名的元素有：氦名Helium源于“太阳”的希腊语：Helios、硒名Selenium源于“月亮”的希腊语：Selene、碲名Tellurium源于“地”的拉丁语：Tellus、铈名Cerium源于小行星谷神星的希腊语：Ceres（1801年发现小行星，1803年发现金属铈）[19]:73、铀名Uranium源于天王星的英语：Uranus、镎名Neptunium源于海王星的英语：Neptune、钚名Plutonium源于冥王星的英语：Pluto等[26]等等。

采用希腊及北欧等神话人物命名的元素有：钒名Vanadium取自北欧神话的女神瓦纳迪斯、铱名Iridium取自希腊神话的彩虹女神伊丽丝、铀名Uranium取自希腊神话第一位世界统治者乌拉诺斯、镎名Neptunium取自罗马神话的海神尼普顿、钚名Plutonium取自罗马神话的冥王普路托、钷名Promethium取自希腊神话中传授火给人类的泰坦普罗米修斯等等[19]:74。

因为有些元素的单质、化合物、光谱或燃烧的火焰等带有颜色，所以有些元素的名称根源于颜色：铬名Chromium源于希腊语：Chroma指颜色、铷名Rubidium源于拉丁语：Rubidus指最暗的红色、铯名Caesium源于拉丁语：Caesius指天蓝色、铟名Indium源于拉丁语：Indicum指靛蓝色、锆名Zirconium源于波斯语：Zargun‎指带金色的等等[19]:74。

采用地名命名的元素有：钪名Scandium源于斯堪的纳维亚、铕名Europium源于欧洲、钬名Holmium源于斯德哥尔摩、钌名Ruthenium源于罗塞尼亚（指俄罗斯）、镅名Americium源于美洲、锎名Californium源于加利福尼亚等等[19]:75。

早期采用人名来为元素命名的案例非常少，可能和瑞典化学家永斯·贝采利乌斯反对使用人名的坚定立场有关，当元素钨被发现时世界开始争论应该以wolfram还是tungsten来命名，著名德国矿物学家亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳提案以schelium命名来表彰舍勒在氧化钨的研究成就，贝采利乌斯以两个理由唐突地拒绝此提案：“这命名从瑞典语的观点不适当，且我们同胞的不朽成就无需靠此来支撑。”[27]。

近代经由人工合成的方式发现的超铀元素中，则有许多以人名来命名，例如：[28]

元素符号

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主条目：元素符号列表

从古代就有名称的金属元素和天体相连结而有了符号，如金和太阳、银和月亮、铁和火星等等[19]:76。18世纪化学知识的快速发展使符号的使用更为迫要，有许多提案是采旧案外加额外的几何图形。瑞典化学家贝采利乌斯于1813年发展出一套简单提案：让元素名称的第一个字母作为符号，这元素名称可能是旧拉丁文、希腊文、或现代名称，若有多个元素使用同样的字母，那么就取第一个及第二个（或著是取第一个及第三个）字母，大小写方面第一个字母需大写而第二个字母需小写[29][30]。

贝采利乌斯所提的新符号系统很快在欧洲和美洲受到采纳，新元素的符号大多按此案原则定义，唯有铌的命名从该元素发现后在美洲及欧洲的争议不止，现今IUPAC于1949及1960年的决议已将元素41采用niobium和符号Nb[19]:78-9。

元素符号令人满意的成果是，不管国家语言是什么，全世界通用一套相同的化学元素符号语言[31]。和欧美语言系统完全不同的国家如俄罗斯，中国，日本等等，用的也是以拉丁字母书写的元素符号[32]。

命名争议和区域政治

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以欧洲国家成员为主力的IUPAC曾和美国化学代表机构如美国化学会在命名元素106𬭳时发生争议[33]。

在1918年后，国际上元素的英文名称是通过国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）讨论决定的。103号元素以前，元素命名没有产生过争议。但是104号以后，西方和苏联多次发生命名上的争议。1977年IUPAC宣布100号以后的元素名称，不再使用以人名、国名、地名和机构名等来命名的方法，而采用拉丁文和希腊文混合数字词头加词尾-ium来命名，符号采用三个字母来表示，如104号元素命名为unnilquadium，符号Unq。但是这种命名方法仍然存在争议。到1994年，IUPAC提出恢复原来的命名方式，并在1997年8月27日正式通过，对101-109号元素重新定名。[34]

中文命名法

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化学元素中文命名法创始人徐寿（1818年—1884年）
主条目：中文元素命名法

中国古代对部分元素有特别名称，如铁、金等早已被命名。1850年代开始，西方化学传入中国，中国人开始对其他元素命名。清末时，中国有至少两套元素命名方法，分别是同文馆和徐寿提出[35]。

辛亥革命后，中国开始着手统一和改革元素名称，如21号元素由鉰改为钪[36]。1949年后，两岸三地对元素的命名有些不同，如95号元素，中国大陆和香港命名为镅[37]，台湾命名为鋂[38]。

IUPAC对101-11号元素重新命名后，两岸化学专家经研讨对中文定名达成一致，截至2014年 (2014-Missing required parameter 1=month!)100号之后的两岸化学元素名称是完全一致的。 [24]

中国大陆1955年制定的《化学命名原则》包括了102个元素名称，1980年重新制定后包括了105个元素名称，1998年中国大陆和台湾共同确定了101-109号元素的名称。[34][39]

已发现的118个元素列表

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化学元素周期表发明者德米特里·门捷列夫

以下表格列出已发现的118的元素，其元素名称可以连结到对应的化学元素条目，表格中还有以下的项目。

化学元素列表
原子序 繁体名称 简体名称 符号 族 周期 分区 标准状况下的
状态 		存在情形 所属类别
1 氫 氢 H 1 1 s 气体 原始（英语：Primordial nuclide） 非金属
2 氦 氦 He 18 气体 原始 惰性气体
3 鋰 锂 Li 1 2 s 固体 原始 碱金属
4 鈹 铍 Be 2 固体 原始 碱土金属
5 硼 硼 B 13 p 固体 原始 类金属
6 碳 碳 C 14 固体 原始 非金属
7 氮 氮 N 15 气体 原始 非金属
8 氧 氧 O 16 气体 原始 非金属
9 氟 氟 F 17 气体 原始 卤素
10 氖 氖 Ne 18 气体 原始 惰性气体
11 鈉 钠 Na 1 3 s 固体 原始 碱金属
12 鎂 镁 Mg 2 固体 原始 碱土金属
13 鋁 铝 Al 13 p 固体 原始 贫金属
14 矽、硅 硅 Si 14 固体 原始 类金属
15 磷 磷 P 15 固体 原始 非金属
16 硫 硫 S 16 固体 原始 非金属
17 氯 氯 Cl 17 气体 原始 卤素
18 氬 氩 Ar 18 气体 原始 惰性气体
19 鉀 钾 K 1 4 s 固体 原始 碱金属
20 鈣 钙 Ca 2 固体 原始 碱土金属
21 鈧 钪 Sc 3 d 固体 原始 过渡金属
22 鈦 钛 Ti 4 固体 原始 过渡金属
23 釩 钒 V 5 固体 原始 过渡金属
24 鉻 铬 Cr 6 固体 原始 过渡金属
25 錳 锰 Mn 7 固体 原始 过渡金属
26 鐵、鉄 铁 Fe 8 固体 原始 过渡金属
27 鈷 钴 Co 9 固体 原始 过渡金属
28 鎳 镍 Ni 10 固体 原始 过渡金属
29 銅 铜 Cu 11 固体 原始 过渡金属
30 鋅 锌 Zn 12 固体 原始 过渡金属
31 鎵 镓 Ga 13 p 固体 原始 贫金属
32 鍺 锗 Ge 14 固体 原始 类金属
33 砷 砷 As 15 固体 原始 类金属
34 硒 硒 Se 16 固体 原始 非金属
35 溴 溴 Br 17 液体 原始 卤素
36 氪 氪 Kr 18 气体 原始 惰性气体
37 銣 铷 Rb 1 5 s 固体 原始 碱金属
38 鍶 锶 Sr 2 固体 原始 碱土金属
39 釔 钇 Y 3 d 固体 原始 过渡金属
40 鋯 锆 Zr 4 固体 原始 过渡金属
41 鈮 铌 Nb 5 固体 原始 过渡金属
42 鉬 钼 Mo 6 固体 原始 过渡金属
43 鎝、鍀 锝 Tc 7 固体 衰变产物 过渡金属
44 釕 钌 Ru 8 固体 原始 过渡金属
45 銠 铑 Rh 9 固体 原始 过渡金属
46 鈀 钯 Pd 10 固体 原始 过渡金属
47 銀 银 Ag 11 固体 原始 过渡金属
48 鎘 镉 Cd 12 固体 原始 过渡金属
49 銦 铟 In 13 p 固体 原始 贫金属
50 錫 锡 Sn 14 固体 原始 贫金属
51 銻 锑 Sb 15 固体 原始 类金属
52 碲 碲 Te 16 固体 原始 类金属
53 碘 碘 I 17 固体 原始 卤素
54 氙 氙 Xe 18 气体 原始 惰性气体
55 銫 铯 Cs 1 6 s 固体 原始 碱金属
56 鋇 钡 Ba 2 固体 原始 碱土金属
57 鑭 镧 La 3 f 固体 原始 镧系元素
58 鈰 铈 Ce 3 固体 原始 镧系元素
59 鐠 镨 Pr 3 固体 原始 镧系元素
60 釹 钕 Nd 3 固体 原始 镧系元素
61 鉕 钷 Pm 3 固体 衰变产物 镧系元素
62 釤 钐 Sm 3 固体 原始 镧系元素
63 銪 铕 Eu 3 固体 原始 镧系元素
64 釓 钆 Gd 3 固体 原始 镧系元素
65 鋱 铽 Tb 3 固体 原始 镧系元素
66 鏑 镝 Dy 3 固体 原始 镧系元素
67 鈥 钬 Ho 3 固体 原始 镧系元素
68 鉺 铒 Er 3 固体 原始 镧系元素
69 銩 铥 Tm 3 固体 原始 镧系元素
70 鐿 镱 Yb 3 固体 原始 镧系元素
71 鎦、鑥 镥 Lu 3 d 固体 原始 镧系元素
72 鉿 铪 Hf 4 固体 原始 过渡金属
73 鉭 钽 Ta 5 固体 原始 过渡金属
74 鎢 钨 W 6 固体 原始 过渡金属
75 錸 铼 Re 7 固体 原始 过渡金属
76 鋨 锇 Os 8 固体 原始 过渡金属
77 銥 铱 Ir 9 固体 原始 过渡金属
78 鉑 铂 Pt 10 固体 原始 过渡金属
79 金 金 Au 11 固体 原始 过渡金属
80 汞 汞 Hg 12 液体 原始 过渡金属
81 鉈 铊 Tl 13 p 固体 原始 贫金属
82 鉛 铅 Pb 14 固体 原始 贫金属
83 鉍 铋 Bi 15 固体 原始 贫金属
84 釙 钋 Po 16 固体 衰变产物 贫金属
85 砈、砹 砹 At 17 型态不明 衰变产物 卤素
86 氡 氡 Rn 18 气体 衰变产物 惰性气体
87 鍅、鈁 钫 Fr 1 7 s 型态不明 衰变产物 碱金属
88 鐳 镭 Ra 2 固体 衰变产物 碱土金属
89 錒 锕 Ac 3 f 固体 衰变产物 锕系元素
90 釷 钍 Th 3 固体 原始 锕系元素
91 鏷 镤 Pa 3 固体 衰变产物 锕系元素
92 鈾 铀 U 3 固体 原始 锕系元素
93 錼、鎿 镎 Np 3 固体 衰变产物 锕系元素
94 鈽、鈈 钚 Pu 3 固体 衰变产物 锕系元素
95 鋂、鎇 镅 Am 3 固体 人工合成 锕系元素
96 鋦 锔 Cm 3 固体 人工合成 锕系元素
97 鉳、錇 锫 Bk 3 固体 人工合成 锕系元素
98 鉲、鐦 锎 Cf 3 固体 人工合成 锕系元素
99 鑀、鎄 锿 Es 3 固体 人工合成 锕系元素
100 鐨 镄 Fm 3 型态不明 人工合成 锕系元素
101 鍆 钔 Md 3 型态不明 人工合成 锕系元素
102 鍩 锘 No 3 型态不明 人工合成 锕系元素
103 鐒 铹 Lr 3 d 型态不明 人工合成 锕系元素
104 鑪 𬬻 Rf 4 型态不明 人工合成 过渡金属
105 𨧀 𬭊 Db 5 型态不明 人工合成 过渡金属
106 𨭎 𬭳 Sg 6 型态不明 人工合成 过渡金属
107 𨨏 𬭛 Bh 7 型态不明 人工合成 过渡金属
108 𨭆 𬭶 Hs 8 型态不明 人工合成 过渡金属
109 䥑 鿏 Mt 9 型态不明 人工合成 过渡金属
110 鐽 𫟼 Ds 10 型态不明 人工合成 过渡金属
111 錀 𬬭 Rg 11 型态不明 人工合成 过渡金属
112 鎶 鿔 Cn 12 型态不明 人工合成 过渡金属
113 鉨 鿭 Nh 13 p 型态不明 人工合成 未知
114 鈇 𫓧 Fl 14 型态不明 人工合成 贫金属
115 鏌 镆 Mc 15 型态不明 人工合成 未知
116 鉝 𫟷 Lv 16 型态不明 人工合成 未知
117 鿬 鿬 Ts 17 型态不明 人工合成 未知
118 鿫 鿫 Og 18 型态不明 人工合成 未知

起源

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化学元素中最轻的两个元素分别是氢和氦，它们都是在宇宙形成的前20分钟由太初核合成所产生的[40]，一开始氢和氦的质量比率为3:1（原子数比例则为12:1）[41][42]，该过程也产生了极微量的锂及铍。至于几乎其他所有自然存在的元素都是经由各种自然核合成过程所产生的[43]。地球上有少量原子是由核生成（英语：nucleogenic）反应产生，或是由宇宙生成（英语：cosmogenic）反应（例如宇宙射线散裂）所产生。除此之外，天然原子的来源还包括放射性原子的衰变产物，放射性原子经过各种衰变过程，例如α衰变、β衰变、自发裂变、簇衰变（英语：cluster decay）等，能够产生各种稳定性不一的原子和亚原子粒子。

蕴藏量

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主条目：地球的地壳元素丰度列表

蕴藏量即是地球中，每种元素所蕴含的量，原子序数小于95（镅）的所有元素都可在自然界中发现其存在，其中具有稳定且较大储量的最重元素为92号的铀。

若依质量来排序现时地壳中含量最丰富的元素，前八个分别是氧（46.6%）、硅（27.7%）、铝（8.1%）、铁（5.0%）、钙（3.6%）、钠（2.8%）、钾（2.6%）、镁（2.1%）[44]。

若考虑包括地幔及地核的整个地球，含量最丰富的元素，前八个分别是铁（32.1%）、氧（30.1%）、硅（15.1%）、镁（13.9%）、硫（2.9%）、镍（1.8%）、钙（1.5%）及铝（1.4%）[45]。

历史

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门德列夫1869年提出的周期表

定义的演变

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化学元素的概念基本上是指无法再进一步分解的物质（严格来说，是用化学反应无法再进一步分解的物质），在历史上分为三个不同阶段的定义：早期的定义（类似古希腊时的定义）、化学上的定义及原子的定义。

早期的定义

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主条目：经典元素

“元素”一词在公元前360年被希腊哲学家柏拉图首先使用，在他的语录《蒂迈欧篇》 中，讨论了一些有机和无机的物质，这可算是最早期的化学著作。柏拉图假设了一些细微的物质有一些特别的几何结构： 正四面体（火）、正八面体（风）、正二十面体（水）、正六面体（土）及正十二面体（宇宙）。[46]

除此之外，希腊哲学家恩培多克勒在其著作《论自然》（On Nature）中，使用了“根”(希腊文： ῥιζὤματα)一词。亚里士多德在《论天（英语：On the Heavens）》等著作中构想出五元素说，在柏拉图的四种元素中再加上以太(精质)，亚里士多德对“元素”的正式定义见于《形而上学（英语：Metaphysics (Aristotle)）》[47]：

建基于以上的理论，在公元790年，阿拉伯化学家贾比尔假设出金属由两种元素组成：硫，作为"火石"，用以解释其可燃性，和水银，用以解释理想中的金属性质。[48]到中世纪时，瑞士医生及炼金术士帕拉塞尔苏斯提出了三元素理论：硫使物质有可燃性，水银使物质有挥发性和稳定性，而物质使金属有固体性。

化学定义及原子定义

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1661年，爱尔兰自然哲学家罗伯特·波义耳发现不止以往古人认为只有四个经典元素。1789年出现了第一个现代化的化学元素列表，其中包含33个元素，并有元素的基本资料。1818年，已发现元素增加至四十多种。门捷列夫于1869年发表的元素周期表中，有66种元素。

直到20世纪初，元素被定义为不能被分解成更简单的物质。换句话说，一种化学元素不能转化成其他化学元素。1913年，亨利·莫塞莱发现原子中的核电荷是原子的原子序，介定了目前原子的基础定义。1919年，有72个已知的元素。1955年，为了纪念门捷列夫，于是把第101种发现的元素命名为钔。现今，共发现了118种元素，参见元素周期表。

许多元素的发现及认可

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参见：化学元素发现年表

有十种物质，人类在史前时代就已熟悉，后来确认是元素：分别是碳、铜、金、铁、铅、汞、银、硫、锡及锌。在公元1500年前又发现了其他元素的物质，分别是砷、锑及铋。在1750年之前又发现硫、钴及铂。

大部分存在在自然界的元素在1900年都已发现，包括：

在1900年之后发现的元素有：

  • 最后三个存在于自然界的稳定元素：镥、铪、铼。
  • 在矿物中作为铀或钍的衰变产物被发现的痕量元素：镤、钫。
  • 最初是借由人工合成的方法发现，但后来发现在自然界中亦有痕量存在的元素：锝、砹、镎、钚、钷。
  • 完全由人工合成产生的超铀元素，目前从95号（镅）开始一直到118号（鿫）间的超铀元素都已被发现，其中最新发现的元素是2010年合成出的鿬。

近来发现的元素

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第一个超铀元素（原子序大于92的元素）镎是在1940年发现。到2016年1月份为止，国际纯化学和应用化学联合会已经认可了118种元素的发现。112号元素的发现是在2009年认可的，建议取名为鿔（copernicium），元素符号Cn[49]，名称及符号是在2010年2月19日由IUPAC所认可[50]。目前已合成的最重的元素应该是118号元素Og，在2006年10月9日在俄罗斯杜布纳杜布纳联合原子核研究所的核反应器中制备[17]。117号元素Ts是目前最晚发现的元素，在2009年发现[51]。IUPAC已在2011年6月正式认可了𫓧及𫟷二个元素，原子序分别是114及116，并且在2012年5月认可其名称[52]。IUPAC在2015年12月认可了第113、115、117及118号元素[53]，在2016年6月8日宣布其预计要使用的名称，这些元素名称分别是nihonium（113, Nh）、moscovium（115, Mc）、tennessine（117, Ts）及oganesson（118, Og），名称在2016年11月28日正式获得认可。[54] [55]。

2017年1月15日，中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会联合国家语言文字工作委员会组织化学、物理学、语言学界专家召开了113号、115号、117号、118号元素中文定名会。5月9日，中国科学院、国家语言文字工作委员会、全国科学技术名词审定委员会在北京联合召开发布会，向社会发布113号、115号、117号、118号元素中文名称分别为鿭、镆、鿬、鿫。[56][57]

参见

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参考文献

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  22. ^ 全国科技名词审定委员会公布101—109号元素中文定名. 《出版参考》. 1998年, (15期) [2015-05-17]. （原始内容存档于2020-09-18）. 
  23. ^ 全国科技名词审定委员会公布101—109号元素中文定名. 《中国科技期刊研究》. 1998年, (03期) [2015年5月17日]. （原始内容存档于2020年9月18日）. 本刊讯全国科学技术名词审定委员会化学名词审定分委员会于1998年1月中旬召开了无机化学名词组扩大会议,会议根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)1997年8月27日决定对101~109号元素英文名称重新命名的意见,审定了相应的中文命名。参加会议的有化学、物理学方面的专家和语言文字方面的工作者,会议在前一个阶段征求意见的基础上,审定了我国101~109号元素的中文名称。其定名中使用的汉字已征得国家语言文字工作委员会的同意,经全国科学技术名词审定委员会批准,1998年7月8日正式公布使用。 
  24. ^ 24.0 24.1 石定栩; 周荐; 董琨. 基於華語教學的語言文字研究. 商务(香港)印书馆. 2014-06-09: 49. ISBN 978-962-07-2863-1 （英语）. 又如101-11号元素，...(IUPAC)对其重新命名之后，两岸化学专家经过研讨，对11个元素的定名达成一致意见。于是，目前两岸100号之后的元素名称是完全一致的。 
  25. ^ Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications, 2008, page 72, "Table 3.10 Elements known in antiquity"
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  27. ^ Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications, 2008, page 76, "Personal names are sparingly used in the etymology of element names. This probably has something to do with the fact that Berzelius very firmly took a definite position against the use of personal names as element names. When the metal tungsten was discovered and the chemical world disputed over the names wolfram or tungsten, the famous mineralogist A. G. Werner in Freiberg proposed the name schelium in honor of Scheele and his considerable preparatory work with "tungstic oxide". Berzelius rejected the proposal abruptly for two reasons: "The name is not suitable from the viewpoint of the Swedish language and the immortality of our compatriot has no need of such support." After that the name became tungsten in England and the USA, tungstene in France and wolfram in Germany, Sweden and many other countries."
  28. ^ Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications, 2008, page 76, "
    When the transuranic elements were synthesized element names derived from personal names became usual:
    - Curium: Marie and Pierre Curie.
    - Einsteinium: Albert Einstein
    - Fermium: Enrico Fermi
    - Mendelevium: Dmitrij Mendelejev
    - Nobelium: Alfred Nobel
    - Lawrencium :Ernest O. Lawrence, the inventor of the cyclotron"
  29. ^ Arun Syamal. Living Science Chemistry 9. Ratna Sagar. 2007: 65. ISBN 978-81-8332-192-1 （英语）. Most of the universally accepted symbols for elements at present were first introduced by the Swedish chemist J J Berzelius (1779—1848). He suggested that the symbols of elements be made frome one or two letters of the name of the element. 
  30. ^ Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications, 2008, page 78, 'J. J. Berzelius in 1813 formulated a simple, brilliant proposal: "Let the first letter in the name of the element be the symbol! Or two letters from the element's name. But select the letters from the Latin name of the element. Then it will be intelligible in all countries".'
  31. ^ Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications, 2008, page 79,"It is very satisfactory that the same chemical symbolic language is used all over the world irrespective of the type of the national language."
  32. ^ Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications, 2008, page 79,"In Russia, China, Japan and other countries with language systems quite different from the European/ American system, all the same symbols are used, expressed with the Latin letters."
  33. ^ 科學月刊. 343-348. 科学月刊杂志社. July 1998: 588 （中文（繁体））. ...以元素 106 命名为“𬭳”( Sg , seaborgium ) ，应该实至名归。争议则纯属区域政治化, 及意气用事之举。以欧洲国家成员为主力的国际纯粹及应用化学联盟(IUPAC)的 命名委员会,不满美国代表机构(如美国化学会)的要求,认为美国人独大专断,于是故作... 
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外部链接

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