随机化学元素生成器_118种元素可复现抽取

#	Z	符号	中文名	相对原子质量	类别	周期
1	62	Sm	钐	150.36	镧系	第 6 周期
2	101	Md	钔	258	锕系	第 7 周期
3	99	Es	锿	252	锕系	第 7 周期
4	93	Np	镎	237	锕系	第 7 周期
5	91	Pa	镤	231.04	锕系	第 7 周期
6	32	Ge	锗	72.630	类金属	第 4 周期
7	11	Na	钠	22.990	碱金属	第 3 周期
8	111	Rg	钅仑	272	过渡金属	第 7 周期
9	6	C	碳	12.011	非金属	第 2 周期
10	88	Ra	镭	226	碱土金属	第 7 周期
11	100	Fm	镄	257	锕系	第 7 周期
12	39	Y	钇	88.906	过渡金属	第 5 周期

使用方法

「生成数量」默认 12，允许 1 到 60 的整数；改完数字，或把光标停在框里按回车，立刻重算一批。
「随机种子」默认 20261012，可以写任意文字，数字、字母、汉字都合法。种子先按字符码累加折叠成 31 位整数，同一种子必然复现同一批。
「类别筛选」默认全部 118 种；锁定某一类后只在该类里抽取，比如卤素只有 6 种、稀有气体只有 7 种，可选池一下子变小。
结果区第一行是概要（种子折叠值、数量、类别与池长），随后逐条给出原子序数 Z、符号、中文名、相对原子质量、类别和周期，末行给出本批最重、最轻与互异元素数。
明细表默认显示 12 行，点「加载更多」展开全部；「导出 CSV」存成带字节序标记的文件，Excel 直接打开不乱码。
「复制结果」复制整段文本；「复制明细表」把当前表格按 TSV 复制，粘进表格软件列位不乱。
想复现某一批，只需记下种子、数量、类别三项：同样的三项输入，任何时候打开都得到逐字相同的一批。
数量写成小数或超出 1 到 60、种子留空，都会给出针对该项的具体提示，不会拿上一批的结果冒充本次输出。

这个随机化学元素生成器能解决什么问题

第一类是课堂上「不知道抽谁」。化学绪论课让学生轮流说一种元素的性质，口头点人容易集中在前排；用本页按种子抽一批，Z=62 的钐、Z=101 的钔、Z=99 的锿依次出现，每人一个，覆盖面比顺序点名均匀。

第二类是出题与复盘对不上。试卷里写「随机抽三种元素写出电子排布」，学生问是哪三种时，如果工具每次刷新都变，这句话就是空头支票。本页把种子与折叠值写进结果第一行，凭 20261012 这个种子随时重放同一批。

第三类是只想练某一族。讲碱金属时不必从 118 种里捞，把类别锁到「碱金属」，池子只剩 6 种，抽 12 条必然大量重复——这正好拿来演示「独立抽取超过容量会怎样」。

第四类是数据口径不统一。市面上的元素表有的给四位小数、有的给整数、有的把不确定值写进方括号，互相之间对不上。本页 118 条采用同一份常规原子量口径，锝、钋这类没有稳定同位素的元素直接给质量数整数，页面上写明了这一点，复制进课件不会再出现两种写法。

这个工具在本站也叫「随机化学元素生成器」，内置表按 Z 从 1 排到 118，类别字段既是筛选依据也是明细表的一列，下面把折叠、推进、取整三步讲清楚。

计算原理与变量说明

数据表按 Z 连续编号。已确认元素共 118 种，从 Z=1 的氢（H）到 Z=118 的鿫（Og）连续排列，每行五列：Z、符号、中文名、相对原子质量、类别。类别共十类，元素数分别是非金属 7、稀有气体 7、碱金属 6、碱土金属 6、类金属 6、卤素 6、后过渡金属 12、过渡金属 38、镧系 15、锕系 15，合计 118。镧系是 Z=57 到 71 的 15 个元素（镧 La 到镥 Lu），锕系是 Z=89 到 103 的 15 个元素（锕 Ac 到铹 Lr）。118 种元素填满 7 个周期，每周期元素数为 2、8、8、18、18、32、32。

种子先折叠成 31 位整数。累加规则是 s=(s+str.charCodeAt(i))&0x7fffffff，逐字取字符码相加再截到 31 位。默认种子 20261012 八个字符的码值是 50、48、50、54、49、48、49、50，累加得 398，这就是随机流的起点。

每一步推进用线性同余发生器。公式是 s=(Math.imul(s,1103515245)+12345)&0x7fffffff，从 398 推进一次得 1112415663。乘法必须用 Math.imul 而不是普通乘号：398 乘 1103515245 约 4.4×10¹¹，远超双精度浮点能精确表示的 2⁵³，普通乘法会丢掉低位，换台浏览器序列就对不上；Math.imul 按 32 位整数乘计算，结果与 C 语言实现一致。

取索引用 floor 映射，不用取余。公式是 Math.floor(s/2147483647*len)%len。分母取 2147483647（即 2³¹−1）而不是 2³¹，保证随机数取到上界时下标也不越界。为什么不能写 s%len：LCG 的低位比特随机性差、周期短，118 是偶数，取余会持续吃到受污染的低位，让相邻元素成对出现；先除以 2³¹−1 再乘池长，用到的是高位比特。

类别筛选只改池长，不改公式。全部 118 种时池长 118；锁到卤素只剩 6 种，同一个 s 映射出的下标完全不同，因为乘的那个 len 变了。所以同一颗种子在「全部」与「卤素」下给出的不是同一批的子集，而是两批独立的结果，结果概要里用「类别（N 种）」把池长标了出来。

几个可以拿来查错的数。单字母符号只有 14 个：B、C、F、H、I、K、N、O、P、S、U、V、W、Y，其余 104 种都是两字母。常温常压（25 °C、1 atm）下呈液态的元素只有 2 个——汞（Hg）与溴（Br）；呈气态的有 11 个——氢、氦、氮、氧、氟、氖、氯、氩、氪、氙、氡。地壳质量丰度前两位是氧 46.6%、硅 27.7%；人体质量前四位是氧 65%、碳 18%、氢 10%、氮 3%。

完整示例（数值仅作演示）

默认示例：种子 20261012、数量 12、类别全部。折叠值 398，推进 12 步后逐字如下——第 1 条钐（Sm，Z=62，150.36，镧系）、第 2 条钔（Md，Z=101，258，锕系）、第 3 条锿（Es，Z=99，252，锕系）、第 4 条镎（Np，Z=93，237，锕系）、第 5 条镤（Pa，Z=91，231.04，锕系）、第 6 条锗（Ge，Z=32，72.630，类金属）、第 7 条钠（Na，Z=11，22.990，碱金属）、第 8 条钅仑（Rg，Z=111，272，过渡金属）、第 9 条碳（C，Z=6，12.011，非金属）、第 10 条镭（Ra，Z=88，226，碱土金属）、第 11 条镄（Fm，Z=100，257，锕系）、第 12 条钇（Y，Z=39，88.906，过渡金属）。本批最重是钅仑 272，最轻是碳 12.011，12 条互异。

如果只抽 5 个，得到的是这 12 条的前 5 条：钐、钔、锿、镎、镤。把数量从 12 改成 5，输出与前 5 行逐字相同——每条只消耗一个随机数，第 6 条不会反过来影响前 5 条。

换个种子看差异。种子 liuquan 的前 5 条是硫（S，Z=16）、鿔（Cn，Z=112）、锌（Zn，Z=30）、镆（Mc，Z=115）、碳（C，Z=6），与默认批没有任何共同项。再把类别锁到卤素、种子仍是 20261012，前 5 条是碘（I，Z=53）、鿬（Ts，Z=117）、砹（At，Z=85）、砹、砹——池长从 118 缩到 6，重复立刻显形，这正是独立抽取、不查重的必然表现。

类别与周期分布对照表

下表是十类分类的元素数与 Z 范围，合计 118。类别筛选下拉框的选项与计数即出自此表。

类别	元素数	Z 范围	首尾元素
碱金属	6	3 ~ 55	Li → Fr
碱土金属	6	4 ~ 88	Be → Ra
过渡金属	38	21 ~ 112	Sc → Cn
后过渡金属	12	13 ~ 116	Al → Lv
类金属	6	5 ~ 52	B → Te
非金属	7	1 ~ 34	H → Se
卤素	6	9 ~ 117	F → Ts
稀有气体	7	2 ~ 118	He → Og
镧系	15	57 ~ 71	La → Lu
锕系	15	89 ~ 103	Ac → Lr
合计	118	1 ~ 118	H → Og

下表是 7 个周期的元素数，2、8、8、18、18、32、32 合计 118。第 6、7 周期各 32 个，正是因为镧系与锕系各 15 个都塞进了这两行。

周期	元素数	Z 范围
1	2	1 ~ 2
2	8	3 ~ 10
3	8	11 ~ 18
4	18	19 ~ 36
5	18	37 ~ 54
6	32	55 ~ 86
7	32	87 ~ 118

结果边界与舍入说明

数量留空时提示「生成数量不能为空，请填 1 到 60 之间的整数」；写成 12.5 这类小数时提示必须是整数；小于 1 或大于 60 时提示超出范围，三条提示都点名是「生成数量」这一项。
种子留空时提示「随机种子不能为空」；种子可以是任意文字，折叠后恒在 0 到 2147483647 之间，不存在越界，长短只影响折叠值。
相对原子质量一列按表中原值显示，不做四舍五入：氦 4.0026 保留四位小数，硫 32.06、铅 207.2 各保留原位数，锝 98、鿫 294 这类没有稳定同位素的元素直接给质量数整数。页面不做二次换算，避免出现 1.0080000001 这类浮点残留。
抽取相互独立、不查重：从 118 种里抽 60 条，出现重复是正常结果，末行「互异元素」一栏照实显示，不悄悄去重。
类别锁定后池长最小为 6（碱金属、碱土金属、类金属、卤素都是 6 种），此时抽 60 条的重复接近饱和，结果区只负责呈现。
LCG 是确定性伪随机数，适合抽样与教学演示；涉及密钥、令牌的场景应换用 crypto.getRandomValues，本页不涉密。
页面不联网、不写 localStorage，种子与数量只参与本次计算。

常见问题

同一个种子为什么每次生成的结果都一样？换一批要怎么换？

因为用的是确定性伪随机数发生器，状态按（s × 1103515245 + 12345）对 2³¹ 取模推进，起点由种子折叠值决定，同一种子必然走出同一条序列。想换一批就改种子：种子 20261012 第一批是钐、钔、锿、镎、镤，换成 liuquan 就是硫、鿔、锌、镆、碳，两批没有共同项。

种子可以写汉字或英文吗？怎么变成数字的？

可以。折叠规则是逐字取字符码累加，再按位与 0x7fffffff 截到 31 位。写「氢」是一个字符，写「liuquan」是八个字符，写「20261012」也是八个字符——长度不同只是折叠值不同，不影响合法性。种子留空才会被拒绝。

为什么乘法必须写 Math.imul，直接写 s * 1103515245 不行吗？

不行。折叠值最大接近 2³¹，乘 1103515245 的结果接近 2⁶¹，远超双精度浮点能精确表示的 2⁵³，普通乘法会丢掉低位并让不同浏览器给出不同序列。Math.imul 做 32 位整数乘，结果与 C 语言实现一致，序列才能跨环境一致。

取下标为什么不用 s % 118 这样更简单的写法？

LCG 的低位比特随机性差，往往按很短的周期循环；118 是偶数，取余只会用到低位，序列会出现成对、成组的规律。本页先除以 2147483647 再乘池长，取到的是高位比特，分布更均匀，这也是站点既定口径。

常温下液态和气态元素各有几个，分别是哪几个？

常温常压（25 °C、1 atm）下液态只有 2 个：汞（Hg）与溴（Br）；气态有 11 个：氢、氦、氮、氧、氟、氖、氯、氩、氪、氙、氡。其余元素在该条件下都是固态，个别如镓（熔点 29.76 °C）在手心里就能化，但不属于常温液态。

抽 60 条只有 118 种元素，为什么结果里有重复？

因为每次抽取相互独立、不查重。118 种里抽 60 条，理论互异数的期望约 48.9 种，重复十几次是常态。想看互异数就翻到结果末行；若一批里要求不重复，应改用「无放回抽样」的逻辑，本页不做，因为它会改变序列语义、破坏同种子复现。

相对原子质量一列为什么小数位数不一致？

因为按各元素的常规原子量原值收录：氢 1.008 三位、氦 4.0026 四位、硫 32.06 两位、铅 207.2 一位，锝、钋、砹、氡、钫、镭、锕以后的无稳定同位素元素直接给质量数整数。统一位数反而会引入四舍五入误差，所以本页选择原样呈现。

输入的元素数据会上传吗？工具免费吗？

免费，无需注册。所有数据与计算都在当前浏览器本地完成，页面不联网、不写 localStorage，种子与数量只用于本次计算。

随机化学元素生成器