Frumefni

Í lotukerfinu er frumefnunum skipað eftir sætistölu.

Frumefni er efni sem ekki er hægt að skipta í smærri einingar með efnahvörfum. Grunneining frumefnis er frumeindin (atóm) og eru allar frumeindir frumefnis með sömu sætistölu (fjölda róteinda í kjarna), en geta haft mismunandi fjölda nifteinda og kallast þá samsætur. Frumefnið súrefni hefur til dæmis sætistöluna 8, sem merkir að það hefur 8 róteindir í kjarna frumeinda sinna. Tvær eða fleiri frumeindir geta myndað sameind. Efnasambönd eru sameindir gerðar úr ólíkum frumefnum. Efnablöndur innihalda ólík frumefni, en ekki endilega sem sameindir. Frumefni geta breyst í önnur frumefni með kjarnahvörfum.

Nær allt þungeindaefni í alheiminum er gert úr frumeindum (nifteindastjörnur eru dæmi um undantekningu). Þegar frumefnin taka þátt í efnahvarfi mynda frumeindir þeirra nýtt efni sem haldið er saman með efnatengjum. Fá frumefni (til dæmis gull og silfur) finnast í náttúrunni sem hreinar steindir. Nær öll frumefni koma fyrir sem sameindir eða efnablöndur. Loft er þannig blanda súrefnis og köfnunarefnis, sem inniheldur auk þess fleiri efni, eins og koltvísýring og vatn, auk argons sem er eðallofttegund og binst því ekki við önnur efni.

Mörg frumefni, eins og kolefni, gull, brennisteinn og kopar, hafa verið þekkt frá fornöld, þótt þá væri ekki vitað að þau væru frumefni. Tilraunir til að flokka ólík efni leiddu til frumefnanna fimm (eldur, jörð, vatn, loft og eter) innan gullgerðarlistar og fleiri fræðigreina. Nútímaskilningur á frumefnunum kom til sögunnar með lotukerfi Dmítríj Mendelejevs sem gaf það fyrst út árið 1869. Þar er frumefnum raðað eftir sætistölu í raðir (lotur) og dálka (flokka). Efni í sama flokki hafa svipaða (lotubundna) eiginleika. Með lotukerfinu gátu efnafræðingar getið sér til um eiginleika efna, spáð fyrir um efni sem átti eftir að uppgötva og sagt til um þátttöku þeirra í efnahvörfum.

Í nóvember 2016 gáfu Alþjóðasamtök um hreina og hagnýta efnafræði út að þau viðurkenndu 118 frumefni. Þar af koma 94 fyrir náttúrulega, en hin 24 eru tilbúin efni sem búin eru til með kjarnahvörfum á rannsóknarstofum. Fyrir utan óstöðug geislavirk efni, er hægt að nálgast flest náttúrulegu frumefnin á jörðinni í mismiklu magni. Algengustu frumefnin í alheiminum eru vetni, helín, súrefni, kolefni, neon, járn, nitur, kísill, magnesín og brennisteinn. Nöfn sumra frumefna eru þekkt frá fornöld, meðan önnur fengu nöfn þegar þau voru uppgötvuð á 19. og 20. öld. Slík frumefni eru oft nefnd eftir frægum vísindamönnum, stöðum þar sem þau fundust, bergtegundum, eða eiginleikum.