小中大19世纪初,道尔顿创立了化学中的原子学说,并着手测定原子量,化学元素的概念开始和物质组成的原子量联系起来,使每一种元素成为具有一定(质)量的同类原子。
1841年,贝齐里乌斯根据已经发现的一些元素,如硫、磷能以不同的形式存在的事实,硫有菱形硫、单斜硫,磷有白磷和红磷,创立了同(元)素异形体的概念,即相同的元素能形成不同的单质。这就表明元素和单质的概念是有区别的,不相同的。
19世纪后半叶,在门捷列夫建立化学元素周期系的时间里,明确指出元素的基本属性是原子量。他认为元素之间的差别集中表现在不同的原子量上。他提出应当区分单质和元素两个不同概念,指出在红色氧化汞(H沪)中并不存在金属汞和气体氧,只是元素汞和元素氧,它们以单质存在时才表现为金属和气体。 不过,随着社会生产力的发展和科学技术的进步,在19世纪末,电子、X射线和放射性相继被发现,导致科学家们对原子的结构进行了研究。
1913年英国化学家索迪(F.Soddy,1877-1956)提出同位素的概念。同位素是具有相同核电荷数而原子量不同的同一元素的异体,它们位于化学元素周期表中同一方格位置上。 其后,英国物理学家阿斯顿在1921年证明大多数化学元素都有不同的同位素。元素的原子量是同位素质量按同位素在自然界中存在的质量分数求得的平均值。 在这同一时期里英国物理学家莫塞莱(H.G.J.Moseley,1887一1915)在1913年系统地研究了由各种元素制成的阴极所得的X射线的波长,指出元素的特征是这个元素的原子的核电荷数,也就是后来确定的原子序数。 这样,如果把同位素看作是几种不同的单独的元素,这显然是不合理的。因为决定元素的原子的特征不是原子量,而是它的核电荷数。
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,把核电荷数相同的一类原子称为一种元素。 当然,直到今天,人们对化学元素的认识过程也没有完结。当前化学中关于分子结构的研究,物理学中关于核粒子的研究等都在深人开展,可以预料它将带来对化学元素的新认识。