在公元前四世紀，古希臘的哲學家相信，所有物質都是由火、土、氣和水四個元素，依不同的組合組成的。這些學者的想法，跟我國道家所倡議的五行學說不謀而合。五行就是金、木、水、火和土。

「四元素說」在西方流行了近二千年。在中世紀，科學在西方並沒有很大的進展。當時的煉金術士，長期試圖把一些普通的金屬，用神祕的方法提煉出黃金。他們的夢想雖然沒有實現，但卻找到了一些從前未有的物質，並掌握了一些提純物質的技術。他們的貢獻包括從酒中蒸餾出純酒精，以及從尿中找到磷。

到了十七世紀，西方科學開始萌芽；其中愛爾蘭物理化學家波義耳成功地使一些物質受熱分解，使它們變為更簡單的物質，他認為元素的數目遠超四個。到了十八世紀中葉，科學家先後發現和提純多種氣體元素，其中包括氫、氧和氮等。他們又進行了很多實驗幫助我們認識清楚這些氣體的特性。當時對化學有重大貢獻的，首推法國的拉瓦鍚；他成功地從水分解出氧和氫，又把它們重新結合成水。

1800年，意大利物理學家伏打成功造出第一個電池。自此之後，化學家就懂得利用電解的方法，把從前認為是不可分解的物質，分解成更簡單的物質。有多種活潑的金屬，包括鈉、鉀和鎂等，都是在這個時期發現的。

1869年，俄羅斯科學家門捷列夫把當時已知的七十種元素，依它們的原子質量順序排列出來。他發現這些元素的物理和化學性質，會出現一個有趣的週期性變化。他把這些元素安排在一個表上，做出最早的週期表。後來科學家更利用表中預留的空格，成功地預測多種未知元素的存在。

一、 前言
目前我們已知的元素共有105種，其中存在自然界中的有88種，另外的17種，是用人工方法在實驗中製得的。這105種元素的發現，從遠古直到現代，貫穿整個化學史。由於一個元素發現的遲早，與各元素之性質(尤其是活性)、存在量、當代科學智識與技術的背景等有關，因此，如果我們把各元素按發現的年代與先後來探討時，不但可對化學的發展與成長獲得一個有趣的印象，更能由其中尋繹得一些有關化學的與物質的基本知識。

二、史前時期
人類化學的萌芽是十七世紀以後的事，比起天文、物理、地理與醫學等科學的進展遲了一大截。一般物質能以元素狀態存在於自然界的已經不多，存量多到可以被人類直接使用的則更少。因此，在化學尚未發展以前，人類所能認識和使用的元素，只有活性較小，能以游離狀態存在自然界，或用簡單方法即可提煉得到的種金屬及固態非金屬而已。這樣的元素，也就是在有信史記載以前，人類即已發現的元素，一共只有九種：二種非金屬碳、硫和七種金屬金、銀、銅、鐵、錫、鉛、汞。它們究竟於何時、何地，被何人所發現，中外皆不可考。惟我們可相信，金是最早被人類所熟知的金屬元素，遠在西元前一萬年，古埃及已留下許多金飾物品。其次為銅，大約在紀元前四千年左右，當人類文化由石器時代進入陶器時代，製陶所須的高溫窯，即可能使人類在無意中學得了由含銅礦石冶煉金屬銅的技術，於是人類文明迅即步入銅器時代。相傳黃帝時已懂得開採首山(山西省永濟縣)的銅，以鑄造器物。
銀也是較早被人類所認識的金屬，其美麗與安定迅即贏得人們的珍視。第四種是鉛，雖然晦暗而深重，但因易於鑄造，得快的成為製作器物的重要材料。錫則約在紀元前2500年左右才被發現，當時的冶煉技術已足以製造銅錫合金—比銅更堅硬而更易於加工的「青銅」。我國在青銅之製造方面，居於古代世界之領導地位；在殷商時代，青銅器之造藝術，已達登峰造極之境界，即在今加觀之，都要嘆為觀止，聞名世界的毛公鼎即是其代表作。
第六項被人類所使用的金屬是鐵，鐵是地殼中含量第四多的元素，也是第二多的金屬。鐵礦遍及世界各地，卻經過這麼長久的埋沒，其用途才為人所發掘，實在是不可思議，主要原因是鐵的活性太大，提煉須要高溫及還原劑，不像煉銅那樣簡單，所以人類文明的進展，是先銅器時代再進入鐵器時代的。歷史上說，小亞細亞的西台人就由於發現了鐵，有了比青銅製品更強有力的武器，才能一度君臨肥腴月灣，稱霸兩河流域。西台帝亡後，冶鐵的技術流傳出來，至今，鐵成為人類生活中最普遍、最重要的金屬。
汞是唯一的液態金屬元素，由於提煉簡單(辰砂加熱即可)，性質怪異，是液體卻那麼沉重，而且晶亮如銀，因此，約在紀元前200年，已在水銀王國西班牙被發現。當時稱為快銀，意為活動之銀，在我國則稱為水銀，更為傳神。這奇異的金屬，在後來的煉金術中，成為一種具有神秘意味的物質。
至於非金屬的碳和硫，則發現必然甚早，大概人類一旦知道用火，即知道碳的存在，其純粹的形式金剛石，也很早即被人們視為珍寶，只是不知其成分為碳罷了。硫元素大量分布於溫迫、火山、地熱地帶，早期的地殼中含量甚豐，火藥發明以前，雖未有什麼重要用途，卻甚早為人所知，中世紀時已是煉金術士和巫醫等的寵兒。

三、中世紀的發現
首先對我們生活的環境產生好奇，而試圖建立理論去加以解釋和歸納的是希臘人。在兩人類思想的黃金時代，許多卓越的哲學家，提出了許多形形色色的物質論、元素論—大部分憑著直覺和玄想,有些在今日看來，實在是匪夷所思、幼稚而可笑。著名的亞里斯多德，就是那時候的領導人物。他在人類思想史上，無疑是一偉常的天才，但在科學史上，由於他錯誤的學說具有的權威性，卻使得科學的進步遲滯了十幾世紀。自然科學從那以後，隨著錯誤的引導，陷入了黑暗時期，他學走上了一條歧路—鍊金術。
所謂鍊金術：就是試圖從各種物質中提煉出永恒的元素—哲人石、黃金、甚或可使人長生不老的仙丹，在這方面，中西兩方真是不約而同。那些煉金術士或煉丹方家，窮畢生之精力，茫無頭緒的設計各種方法，從事各種實驗，卻從沒有人得到滿意的結果。不過，在這漫長的摸索中，人們卻得到了一些意外的收獲，除了建立了蒸餾、結晶、熔煉等化學操作手續外，還認識了幾種新元素，只是數量實在少得可憐。
從希臘時代到十八世紀的三十年代，近兩千年中，人類只新認識了五種元素，砷、銻、鋅、鉍和磷。砷最早，在1250年被發現，此後其化合物即以毒性建立了不朽的名氣。銻和鉍約1450年左右即在使用，但直到1600年以後方被確認。鋅和銅熔成之合金黃銅，也早為人所使用，但也到16世紀才由鍊金家帕拉塞爾薩斯確認它是一種新的金屬。磷的發現具有重大的歷史意義。1669年德國鍊金家布蘭德在自已漢堡的實驗室中，意外的得到一塊在空氣中自己會發光燃燒的白色沉澱。那古快的光芒照亮了他黑暗的實驗室，使他驚嚇得跪了下來。按照一般鍊金家的習慣，他把這物質之來源及製法秘而不宣，然而，卻在偶然的機會裡，由這磷元素發現的啟發，開始了一個嶄新的化學時代。

四、從波以耳到拉瓦節
文藝復興以後，人文主義勃興，人類的智識逐漸開放，造成了科學萌芽的契機。地理大發現、地動說提出、物理定律一一問世，終於也到了化學發皇的時期。
布蘭德發現磷的故事，輾轉傳到了英國劃時代的巨人波以耳的耳中，波以耳以他不世的天才，從有限的傳聞資料裡去整理與探討，著了「懷疑的化學家」一書，對元素這一名詞加以明確的定義，使得化學從迷失了千年的歧路上，步入了正確的坦途。
於是，從1730到1790的六十年間，許多重要的元素陸續被發現了。1735年發現了鋁和鉑，1751年發現鎳。再來從1766年間開始的十年內，是氣體元素擅場時代，鈍氣以外的五種氣體元素，全在這十年內被發現了。1766年，英國的偉大科學家卡文狄斯發現了宇宙中最豐富的元素—氫；1771年，瑞典的謝累，發現活性最大的非金屬，也是最毒的氣體—氟；1772年，英國卜利士力發現氮；1774年再發現氧，(實際上謝累在1771年即已製得)；同年，謝累發現了氯。
氧和氮從亙古以來即充斥於大氣中，是與人類關係最密切的元素，沒想到卻遲至兩百多年前才被人類所認知，實在是化學史上一件極有趣的事。空氣的存在，早在希臘時代即已普遍被接受，但由於氣體無色、無臭、無味、無形，不易掌握，不易觀察的特性，對它的定性與定量的研究，一直遲遲沒有發展，而一但研究的鑰匙被人們所掌握，氣體的秘密就一日千里的被揭開了。
除氧、氯以外，1774年還從磁鐵礦中發現了錳，接著1778年，謝累發現了熔點第五高的金屬—鉬；1782年發現碲；1783年發現了熔點最高的金屬—鎢；法國大革命那年，1789年，克拉普洛斯發現了自然界中最重的元素鈾，及不受中子碰撞影響的鋯(Zr)，二者都是今日核子反應中的主要角色。
這時候的歐洲繼英國波以耳之後，法國出現了一位偉大的重要科學家，被尊稱為現代化學之父的拉瓦節。他是物質不滅定律的發明人，為人類解答了燃燒的秘密，以波以耳所下的定義，確立了鑑別元素的方法，於是在1789年列出了最早的一份元素表，正確的描述了當時已知的28種元素中的23種。波以耳和拉瓦節二人並未發現什麼新元素，但在人類對元素的認識上卻有著不朽的重要貢獻。

五、十九世紀初葉
對元素的鑑別有了經驗之後，一些較稀少的元素也陸續被發現了。18世紀的末10年，再發現了地殼中存量居第九位的鈦(Ti)(1791)，可治神經痛的釔(Y) (1794)，以及做不銹鋼的鉻(Cr)(1797)，到此，1800年來臨時，人類所知的元素已有31種。
1801年，在哥倫比亞發現了鈮(Nb)；1802年發現了熔點第四高，幾乎完全不受侵蝕，可在外科手術中代替骨骼、神經、肌肉來修補人體的鉭(Ta)；1803年，伍拉斯頓發現銠(Rh)及鈀(Pd)。今日化學符號的創用人，瑞典的柏濟利阿斯發現了稀土族中最富饒的鈰(Ce)。田納特則剸現了國際標準仟克、標準米尺所用的襲及密度最大、熔點第三高的金屬鋨(Os)。這時期，化學由於幾位偉大科學家的努力，已有了相當輝煌的成就。定比定律、倍比定律、當量比定律、原子說、氣體反應定律、及亞佛加厥分子學說相繼提出，給化學奠下了堅實的基礎，為未來舖陳了一片美麗的遠景。
接下來是一段輝煌的時期，活性大的鹼金族、鹼土金族元素，由於化學提鍊技術的進步相繼被發現了，而這些金屬的發現幾乎都歸功於一人—英國的大衛。1807年他以電解食鹽的方法發現地殼中第六豐富的鈉，與第七豐富的鉀。1808年，發現第五豐富的鈣，第八豐富的鎂，以及鍶、鋇。另外，他還和給呂薩克等共同發現了硼。無放射性的IA、IIA族共有10個元素，他個人發現了6個。
接著1811年，發現碘，1817年，發現現在原子爐中用來吸收中子的鎘(Cd)，最輕的固體金屬元素鋰，及用做光電管的硒(Se)。硒是柏濟利阿斯發現的，他在1823年又發現了地殼中存量次豐的元素矽。接著1826年發現唯一的液態非金屬—溴，1827年發現連素人工製法的重要瑞典化學家味勒，發現了地殼中存量第三豐富，今日重要性僅次於鐵的金屬鋁。次年1828年，味勒又在綠玉礦中發現了鈹，同年，柏濟利阿斯發現可代鈾的重要稀土金屬元素釷(Th)。1830年發現釩(V)。這是一個豐收的時期，發現了許多重要的元素，它們的存量雖不見得稀少，但因活性太大了，化學技術沒有達到一個相當水準，是無法發現他們的。至1830年，人類所知元素已增加到55種。

六、 週期表的貢獻
一陣風起雲湧的熱潮過去以後，元素的發現進入了疲軟的階段。1830年以後，只有一些較次要的元素偶爾零星的被發現。摩山德在1839年發現鑭系稀土金屬的第一個元素，鑭(La)，1843年再發現同系的鋱(Tb)和鉺(Er)，1844年克勞斯發現釕(Ru)，1860年發明本生燈的德國科學家本生，以德國的克希荷夫在上一年所發明的分光儀發現了兩個鹼金屬，銫和銣。1861年，發明陰極射線管及人造鑽石的英國科學家克魯克斯，發現了做滅鼠藥用的鉈(Tl)，1863年李希特發現電子錶電池所用的銦(In)。
當被發現之元素愈來愈多、愈雜，有些科學家即開始對這些元素加以有系統的分類和整理，其中成就最大的當然就是俄國科學家門得列夫。1869年，他把當時已知元素63個，依原子量排列，發現元素性質有一定的週期性，而創用了週期表。週期表的發明，使化學踏上了新的里程，它為各元素編排了次序，給了各元素固定的地位。它告訴人們還有那些可能發現的元素，也使科學家們不必殫精竭智，虛耗精力，去盲目的探索一些不可能存在的元素。門得列夫為週期表中留下的空位，預言了三種元素的存在，果然在數年內，這些元素一一被找到了，而且性質與門得列夫的預言完全吻合。它們是31號的鎵(Ga，1875)，21號的鈧(Sc，1879)，及32號的，第一個被用為半導體的鍺(Ge，1886)。
這期間還有一些罕見的元素出現，全是鑭系稀土金屬，釤(Sm，1879)、鈥(Ho，1879)、銩(Tm，1879)、釓Gd，1880)、鐠(Pr，1885)、釹(Nd，1885)、鏑(Dy，1886)。至此，人類已知的元素已達73種。餘下的鑭系稀土金屬，最活潑的銪(Eu)發現1896年，最後的兩個，鐿(Yb)和鎦(Lu)發現於1907年。

七、 放射性時代的來臨
物理跟化學發展到19世紀的末幾年，幾乎已達到登峰造極的地步了，科學家們覺得，在理化領域內已經再不可能有什麼新鮮事物出現。一些原理、定律、學說已被人們發明殆盡，科學家們所能做的工作，就是把實驗做得更精密，使各種物理常數的有效數字多上幾位而已！而新元素的發現，大概也已經到了日暮途窮，山窮水盡的地步了！沒想到，就在這時候，兩項重大的突破，又使化學邁入了柳暗花明的新紀元，開放了燦爛的花朵。一是鈍氣的發現，一是放射性的發現。
1894年，當英國名科學家瑞雷(1904年諾類爾物理獎得主)和拉姆塞(1904年諾貝爾化學獎得主)對氮氣做精密定量分析時，發現由空氣中所得氮氣，STP下密度為1.2572g/l，而由化學方法製得的氮，密度為1.2505g/l，二者間約有0.5﹪之誤差。在分光分析後，終於證實了空氣中的不活潑成分並非僅有氮一種元素，而還含另一更不活潑的新元素—氬。更進一步的精密定量，他倆次年1895年又發現了氦。1898年，拉姆塞和卻佛斯再發現了氖、氪和氙。鈍氣雖然一向就存在空氣中，但以他們孤高的性格和稀少的存量，竟然比其他氣體慢了一百二十餘年，遲至近二十世紀才為人所發現，真是異數！鈍氣的發現改寫了週期表，也使人類對於元素原子之電子組態，有了豁然貫通的了解，其意義實在非比尋常。
另一件大事，放射線的發現，對物理、化學界來說，無異是晴天霹靂，它打破了傳統的觀念，動搖了基礎穩固而深厚的古典物理，帶領人類走向一個嶄新的知識領域。
1895年，德國侖琴在探討陰極射線時，發現了X光，兩個月後，法國的貝克勒(第三屆諾貝爾物理獎得主)由一包能使包著的底片感光的鈾鹽，意外的揭開了自然界中放射線的奧秘。為了探究放射線的來源，世界唯一得過諾類爾物理獎及化學獎的波蘭偉大女科學家居里夫人，從1896年間始分析瀝青鈾礦的成份。經過兩年刻苦滲澹的工作，終於1898年先後發現了世界上最稀少的自然元素釙(Po)及第一個用於癌症治療的放射性元素鐳。這兩種放射性元素的發現，預示了另一個時代的來臨，元素的發現又進入了一個新的階段。1899年，居里夫人的同事狄比恩在瀝青鈾礦中又發現了世界上第二稀少的元素錒(Ac)，1900年，多恩發現了鐳放射後產生的鈍氣最重的氣體元素—氡。1917年，原子能之父哈恩(1944年諾類爾化學獎得主)跟梅特納二人一起發現了第三罕見的元素鏷(Pa)。以上這五種都是自然界存在的放射性元素，1923年，發現奇妙的鉿(Hf)。1925年，發現熔點之高僅次於鎢的錸(Re)。至此，自然界中存在的88種元素，總算完全被人類找到了。

八、人造元素的製取
1914年，美國年輕科學家莫斯萊，由元素特性X射線波長決定了原子序後，各元素的排行與地位進一步得到了確定，但是，自然界存在的88種元素中，原子量最大的鈾，原子序卻是92而非88，表示在92號以前尚有四種元素不存在自然界中。它們必須用原子核人工轉變技術方可製得。
1919年，英國拉塞福(1908年諾貝爾化學獎得主)首先完成了以a粒子撞擊氮原子核而產生氧，1932年，查兌克(1935年諾貝爾物理獎得主)首先用中子為射彈來轟擊原子序42的鉬原子核，而得到了原子序43的新元素，這是以人工方法所製造出來的第一個人造元素，就命名為Technetirm，中名為鎝(Tc)。第二次世界大戰爆發那年1939年，曾做過居里夫人助手的佩蕾女士由錒製得最活潑的鹼金屬鉣。1940年，席格由鉍製得第五個鹵素厄。1947年，最後一個自然界不存在的稀土元素鉅(Pm)也被製得了，週期表92號以前終於完滿無缺。
1940年，在美國柏克萊的加州大學，一群科學家以龐大的經費，昂貴的高能儀器、精密的尖端技術，用高速粒子撞擊原子核產生蛻變的方法，開始了一連串偉大的發明，一連製造了13個人造的超鈾元素—就是原子序大於鈾，由93號到105號的元素。這些科學家包括同得1951年諾貝爾化學獎的麥克米倫和西堡、亞柏森、湯普森、吉歐索等名科學家。1940年發現錼、鈽，1944年發現鋂、鋦，1948年發現銚、鉲，1952年發現鑀、鐨，1955年鍆，1957年若，1961年鐒，1969年拉，1970年罕，但最後兩個雖有報告，至今迄未得到正式證實，因此連命名也尚未確定。

九、 未來的展望
以上就是目前週期表上105個元素發現的經過。按理論說，原子序更大的新元素應可由原子人工轉變的方法繼續製得，但以目前的科學技術，若沒有發生革命性的突破，則數年內似乎尚無法產生新元素。一方面實驗儀器、設備所費甚昂，動輒數億美元，一方面原子核大的原子太不穩定，其存在的觀察與證實頗有困難，故十年來，連最後二個新元素也無法加以肯定與確認。或許，105對人類已是一個極限，再不可能有進一步的發展了也不一定，不過，人類的歷史尚未結束，人類科學也還日新月異的在進步著，將來會有何發展，實難加以論斷哩！

* 後記：本文完成當時已經定案的元素僅有103個，但時至今日十數年過去了，科學果有令人意想不到的進展。目前人類已知的元素，已增加到109個。從104號到109號，分別是波、都、拉、希、黑、麥。另外還有兩個已有報告，只是仍待證實與認定。