核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。同一種同位素的核性質(zhì)不同的原子核。

同一種同位素的核性質(zhì)不同的原子核。它們的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相同，結(jié)構(gòu)方式不同，因而表現(xiàn)出不同的核性質(zhì)。

核素概念最初是為了確切描述元素的原子量而引入的。最初的化學(xué)原子概念是元素原子，即同一種元素對應(yīng)有同一種原子，因此某種元素的原子量被規(guī)定為該元素原子的相對質(zhì)量。同位素的發(fā)現(xiàn)揭示出元素并不是化學(xué)性質(zhì)和量完全相同的一類原子，同一種元素的原子其質(zhì)量可以不同，因而元素原子量所反映的是各種同位素原子質(zhì)量的平均值。原子物理學(xué)的研究進(jìn)一步表明，原子的質(zhì)量主要是由構(gòu)成原子核的質(zhì)子和中子的數(shù)目決定的，而元素的化學(xué)性質(zhì)只同質(zhì)子數(shù)有關(guān)。為了進(jìn)一步區(qū)分元素的同位素，科學(xué)家們引進(jìn)了同位素的質(zhì)數(shù)量，即質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。從元素的化學(xué)性質(zhì)看，不同的同位素在元素周期表上處于同一位置,故稱“同位素”,而從原子核的角度看，同位素又是同一種元素的質(zhì)量不同的原子核，也稱為核素。這時(shí)，核素只不過是同位素的別稱。后來發(fā)現(xiàn)地球上天然存在的和人工制造的原子核都有“同核異能態(tài)”的現(xiàn)象，即具有相同質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的原子核所顯現(xiàn)出來的核性質(zhì)，如衰變方式、半衰期、能量等等可以不同。同核異能態(tài)是原子核層次的“同分異構(gòu)體”，“同分”是指相同數(shù)目的質(zhì)子和中子，“異構(gòu)”則表示它們構(gòu)成原子核的方式不同。但同位素概念不足以反映這種“同分異構(gòu)”現(xiàn)象。如果把核素概念定義為同一同位素的核性質(zhì)不同的原子核，就可以概括核的同分異構(gòu)現(xiàn)象。因此，核素也就成了表達(dá)核性質(zhì)的獨(dú)立概念。

化學(xué)元素周期表不能表達(dá)核素的內(nèi)容，這就需要有一個(gè)與核素概念相適應(yīng)的表達(dá)方式，即核素圖(見圖)。在核素圖中，核素是按原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)遞增的順序排列的。在這個(gè)意義上核素圖是周期表的進(jìn)一步發(fā)展。它把質(zhì)量數(shù)相同的核素按縱隊(duì)排列，從上到下的直列是同量異位的核素的隊(duì)伍;同位核素按質(zhì)量數(shù)遞增的順序依次從左上向右下斜隊(duì)排列,是質(zhì)子數(shù)相同的核素列;從左下至右上(或從右上至左下)是同中子異荷素，核素圖側(cè)重于描繪原子核的性質(zhì)，如衰變方式、半衰期、熱中子反應(yīng)截面、射線性質(zhì)和能量等，而略去核子電子殼層結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代化學(xué)元素周期系理論和核外電子殼層結(jié)構(gòu)理論是等價(jià)的，現(xiàn)代化學(xué)元素周期表如何進(jìn)一步向超重元素發(fā)展，實(shí)質(zhì)上是核素周期系理論所要回答的問題。建立在核子殼層結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上的幻數(shù)核素理論，在一定程度上描述了核素的穩(wěn)定性，從而初步揭示了原子核的內(nèi)在規(guī)律性。然而幻數(shù)理論還遠(yuǎn)不像電子殼層理論那樣完整、準(zhǔn)確而令人信服，也就是說量子力學(xué)理論在核層次的應(yīng)用還沒有成功，因此核素圖僅僅是探索核素周期性圖表形式的初步嘗試。

探索核素規(guī)律涉及基本粒子問題，可以把核素視為基本粒子集團(tuán)，核素的穩(wěn)定性主要取決于中子和原子的確定的結(jié)合方式。在人造核素過程中，各種基本粒子相互作用和轉(zhuǎn)化的奧秘遠(yuǎn)沒有完全弄清楚。

元素已經(jīng)失去其作為組成世界萬物基元的意義，現(xiàn)在人類的認(rèn)識已進(jìn)入到作為元素組分的基本粒子層次。在認(rèn)識連接元素原子和基本粒子這個(gè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)鏈條中，核素概念也許會(huì)起到特殊的作用。