哪一東西在核子物理與化學的領域上都屬於純元素？
金塊
化學元素的性質常會用元素周期表來整理，其中會將元素隨著其原子數的增加，放在不同的元素周期中，而同一族的化學元素會有較近似的物理及化學性質。目前使用的標準元素表包括到2010年4月10日之前所發現的118個已確認的元素。早期也有一些科學家用類似週期表的方式表現元素的關係，但一般都將元素週期表視為是俄羅斯化學家德米特里·伊萬諾維奇·門得列夫在1869年的貢獻，門得列夫導入週期表來描述元素中重複的特性驅勢。隨著時間的演進，元素週期表的布局也有進行調整，以將新發現的元素加入，並且也發展了新的理論模式來解釋其化學性質。週期表在化學中的許多領域都很常出現，在針對許多不同形式化學性質的分類、系統化及比較時是非常好用的框架。週期表也常用在物理學、地質學、生物學、材料科學、工程學、農業、醫學、營養學、環境衛生及天文學。週期表中的原則在化學工程中也非常的重要。
十九世紀八十年代以前，人們對光譜學的研究還僅限於對光譜的觀測。著名的測量研究包括德國物理學家約瑟夫·夫琅和費在1814年至1815年間測定的太陽光譜，他將得到的八條吸收光譜線用字母A-H標記，後人稱之為夫琅和費線。後來的光譜學主要用於新的化學元素的發現上，例如德國物理學家古斯塔夫·克希荷夫就是通過研究鹼金屬的光譜發現了新元素銫和銣。然而，從哪方面來看都需要對光譜的成因以及譜線之間的關係作出一個物理上的解釋，而這一點恰恰又是在當時高度依賴機械觀的物理學界無法企及的問題。相反，一名瑞士中學教師約翰·巴耳末於1884年總結出了一個經驗性的氫光譜公式，正是這個公式的正確性引發了物理學家對原子光譜進一步的探索。1890年，瑞典物理學家約翰尼斯·芮得柏在不了解巴耳末工作的情況下得到了一個更具有普遍意義的經驗公式，而巴耳末公式正是芮得柏得到的一個特例，後人並由此進一步成功預言了帕邢系的存在。然而即便如此，此時人們對光譜的理解依然是唯象的，真正在物理層面上的解釋則要等到尼爾斯·波耳的時代。
化學家和核子物理學家對於「純元素」會有不同的定義。在化學上，純元素是指物質中全部的原子都有相同的原子序，或是質子個數相同。不過在核子物理上，純元素是指物質中只有一種穩定的同位素。例如，銅纜中若99.99%的成份都是有29個質子的銅原子，以化學層面來看，即為有99.99%純度的銅。不過一般的銅包括了二種同位素，69%的銅-63及31%的銅-65，兩者中子數不同。相對的，金塊在化學上或是在核子物理都是純元素，因為一般的金只由一種同位素金-197組成。化學上的純元素，其原子之間結合的方式可能不只一種，因此純元素也會存在多種化學結構，也就是原子在空間中會有不同的排列方式，這些稱為同素異形體，其性質也有所變化。例如碳的同素異形體中，鑽石是在每個碳原子的周圍都有以四面體結構互相連接的碳，而石墨是由碳原子組成的六角狀層狀結構，石墨烯只有單一層的石墨，但強度非常高，富勒烯的幾何外形幾近於球體，碳奈米管是由六角形結構組成的細管，但其電氣特性又和其他的同素異形體不同。
化學元素指自然界中一百多種基本的金屬和非金屬物質，同一種化學元素是由相同的原子組成，也就是其原子中的每一核子具有同樣數量的質子，用一般的化學方法不能使之分解，並且能構成一切物質。一些常見元素的例子有氫、氮和碳。到2012年為止，總共有118種元素被發現，其中地球上有94種。原子序數大於82的元素沒有穩定的同位素，會進行放射衰變。另外，第43和第61種元素沒有穩定的同位素，會進行衰變。可是，即使是原子序數大於94，沒有穩定原子核的元素，有些仍存在在自然界中，如鈾、釷、鈽等天然放射性核素。所有化學物質都包含元素，即任何物質都包含元素，隨著人工的核反應，會發現更多的新元素。1923年，國際原子量委員會作出決定：化學元素是根據原子核電荷的多少對原子進行分類的一種方法，把核電荷數相同的一類原子稱為一種元素。