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ヴィクトル・ゴールドシュミット（ 1888～1947） によって開発されたゴールドシュミット分類[ 1 ] [ 2 ]は、地球内の化学元素を、好ましい宿主相に応じて、親石性（岩石を好む） 、親鉄性（鉄を好む）、親硫性（硫化物鉱石を好む、またはカルコゲンを好む）、および親気性（ガスを好む）または揮発性（元素、またはそれが存在する化合物が、周囲の地表条件下で液体または気体である）に分類する地球化学的分類である。
一部の元素は複数の相に親和性を持つ。主な親和性は下記の表に示されており、各グループに関する説明はその表の後に続く。
ゴルトシュミット分類：親石性、親鉄性、親硫性、親気性、微量/合成
親石元素（古代ギリシャ語のλῐ́θος（líthos）「石」とφίλος（phílos）「愛しい、愛しい」に由来）は、酸素と容易に結合して化合物を形成し、地球の核に沈まないため、地表または地表付近にとどまる元素です。親石元素には、Al、B、Ba、Be、Br、Ca、Cl、Cr、Cs、F、I、Hf、K、Li、Mg、Na、Nb、O、P、Rb、Sc、Si、Sr、Ta、Th、Ti、U、V、W、Y、Zr、およびランタノイドまたは希土類元素（REE）が含まれます。
親石元素は主にsブロックおよびfブロックの反応性の高い金属から構成される。また、少数の反応性の高い非金属や、チタン、ジルコニウム、バナジウムなどのdブロックのより反応性の高い金属も含まれる。
ほとんどの親石元素は、希ガスと同じ電子配置（場合によってはf電子も含む）を持つ非常に安定なイオンを形成します。シリコン、リン、ホウ素など、そうでない少数の元素は、酸素と強い共有結合を形成し、多くの場合π結合を伴います。酸素に対する親和性が高いため、親石元素はシリカと非常に強く結合し、比較的密度の低い鉱物を形成します。これらの鉱物は、惑星分化の際に地殻に向かって上昇しました。アルカリ金属によって形成される溶解度の高い鉱物は、海水や乾燥地帯に濃縮され、そこで結晶化する傾向があります。溶解度の低い親石元素は、溶解性鉱物が風化した古代の楯状地に集中しています。
酸素との親和性が高いため、ほとんどの親石元素は太陽系における存在量に比べて地殻に多く存在します。塩類水素化物または金属水素化物を形成する最も反応性の高いsブロックおよびfブロック金属は、太陽系における存在量に比べて地球全体で非常に多く存在することが知られています。これは、地球形成の初期段階では、各元素の安定形態の存在量は、揮発性水素化物を形成する容易さによって決定され、これらの揮発性物質が原始地球から「脱出」し、水素と反応しない元素が残されたためです。このような条件下では、sブロックおよびfブロック金属は地球形成中に強く濃縮されました。最も濃縮されている元素はルビジウム、ストロンチウム、バリウムで、これら3元素で地殻中の鉄より重い全元素の質量の50%以上を占めています。
非金属の親石元素であるリンとハロゲンは、地球上ではペグマタイトや海水中でsブロック金属とのイオン塩として存在している。フッ素は水素化物を形成して比較的揮発性が低いため例外だが、これらの元素は地球形成期に揮発性水素化物が地球外に放出されたことで、地球上での濃度が大幅に減少した。リンとより重いハロゲンは、太陽における存在量とほぼ同じ濃度で地殻中に存在しているものの、地球全体としては太陽における存在量に比べて著しく枯渇していると考えられる。
クロム、モリブデン、鉄、マンガンなどのいくつかの遷移金属は、親石性と親鉄性の両方の特性を示し、これら2つの層の両方に存在します。これらの金属は酸素と強い結合を形成し、地球の地殻には遊離状態では存在しませんが、これらの元素の金属形態は、大気に酸素が含まれていなかった時代の名残として、地球の核に存在する可能性が非常に高いと考えられています。純粋な親鉄性元素と同様に、これらの元素（鉄を除く）は、太陽における存在量に比べて地殻では著しく減少しています。
酸素との親和性が非常に高いため、親石金属は地殻中の金属元素の大部分を占めているにもかかわらず、電気分解法が開発される以前は遊離金属として利用することはできませんでした。しかし、電気分解法の開発により、多くの親石金属は構造用金属（マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム）や還元剤（ナトリウム、マグネシウム、カルシウム）として非常に価値の高いものとなっています。
初期の化学者にとって、非金属元素であるリンとハロゲンは知られていなかったが、これらの元素の製造は、フッ素の場合のみ電気分解が必要となるため、金属親石元素の製造よりも容易である。元素塩素は酸化剤として特に重要であり、通常は塩化ナトリウムの電気分解によって製造される。
親鉄元素（古代ギリシャ語のσίδηρος（sídēros）「鉄」に由来）は、惑星分化の際に核に向かって沈降する傾向のある遷移金属であり、固溶体または溶融状態で鉄に容易に溶解する。一部の資料[ 3 ]では、ゲルマニウムなど、遷移金属ではない元素を親鉄元素のリストに含めている。また、議論されている温度に基づいてリストが異なる資料もあり、想定される温度と圧力に応じて、ニオブ、バナジウム、クロム、マンガンが親鉄元素とみなされる場合とみなされない場合がある。[ 4 ]また、前述のマンガンやモリブデンなどの一部の元素は酸素と強い結合を形成するが、自由状態（自由酸素が存在しなかった初期の地球に存在していた状態）では鉄と非常に容易に混ざり合うため、真の親石元素のように珪質地殻に濃縮されないという点も問題を複雑にしている。一方、鉄はどこにでもある。
親鉄元素には、非常に親鉄性の高いルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ、金、中程度の親鉄性を持つコバルトとニッケル、さらに前述の「議論の余地のある」元素が含まれる。一部の情報源[ 3 ]では、タングステンと銀も含まれている。[ 5 ]
ほとんどの親鉄元素は酸素との親和性がほとんどありません。実際、金の酸化物は熱力学的に不安定です。親鉄元素は炭素や硫黄とより強い結合を形成しますが、それでも親硫元素と分離するほど強くはありません。そのため、親鉄元素は地球の核で金属結合によって鉄と結合しています。核では、鉄を固体に保つのに十分な圧力がある可能性があります。マンガン、鉄、モリブデンは酸素と強い結合を形成しますが、遊離状態（初期の地球のように）では鉄と容易に混ざり合うため、真の親石元素のように珪質地殻に濃縮されることはありません。しかし、マンガンの鉱石は、マンガンが酸素に対して非常に反応性が高いため、アルミニウムやチタンの鉱石とほぼ同じ場所で見つかります。
親鉄元素は密度の高い核に非常に集中しているため、地殻では希少な元素として知られています。そのため、そのほとんどは古くから貴金属として知られています。イリジウムは地殻中に存在する遷移金属の中で最も希少で、質量比で10億分の1未満です。貴金属の採掘可能な鉱床は通常、超苦鉄質岩の浸食によって形成されますが、地殻中の存在量と比較してもそれほど高濃度ではなく、地殻中の存在量は太陽中の存在量よりも数桁低いのが一般的です。しかし、親鉄元素は地球のマントルと核に集中しているため、地球全体（核を含む）には太陽中の存在量に近い量で存在すると考えられています。
親銅元素（古代ギリシャ語のχαλκός（khalkós）「銅、真鍮、青銅」、また「鉱石」に由来）には、 Ag、As、Bi、Cd、Cu、Ga、Ge、Hg、In、Pb 、 S、Sb、Se、Sn、Te、Tl、Znが含まれる。[ 6 ]
親硫元素とは、硫黄や酸素以外の他のカルコゲン元素と容易に結合して化合物を形成し、鉄とともに地球の核へと沈んでいかないため、地表付近にとどまる元素のことです。親硫元素は、酸素との親和性が低く、硫黄と結合して難溶性の硫化物を形成することを好む金属やより重い非金属元素です。
これらの硫化物は、親石元素によって形成されるケイ酸塩鉱物よりもはるかに密度が高いため、地球の地殻が最初に結晶化した際に、親硫元素は親石元素よりも低い位置に分離しました。このため、太陽における存在量に比べて地殻中の親硫元素の量は減少しましたが、それらが形成する鉱物は非金属元素であるため、この減少は親鉄元素に見られるレベルには達していません。
しかし、原始太陽系星雲の形成過程では、水素の酸化還元反応が支配的であったため、これらの元素は揮発性の水素化物を形成し、その結果、金属的性質の弱い親硫元素は、宇宙における存在量に比べて地球全体で著しく枯渇している。これは特に、セレンとテルルというカルコゲン元素（それぞれ揮発性のセレン化水素とテルル化水素を形成）に当てはまり、このため、これらの元素は地殻中に存在する最も希少な元素の一つとなっている（例えば、テルルはプラチナとほぼ同じくらいしか存在しない）。
最も金属的な親硫元素（銅、亜鉛、ホウ素のグループ）は、地球の核で鉄とある程度混ざり合う可能性がある。これらの元素は揮発性の水素化物を形成しないため、地球全体では太陽における存在量に比べて枯渇する可能性は低い。亜鉛とガリウムは、ケイ酸塩鉱物や関連鉱物中に存在し、酸素と非常に強い結合を形成するため、やや「親石性」である。特にガリウムは、主にボーキサイトから産出される。ボーキサイトは水酸化アルミニウム鉱石であり、ガリウムイオンが化学的に類似したアルミニウムと置換している。
地殻には親硫元素は豊富に存在しないものの、商業的に重要な金属の大部分は親硫元素で構成されている。これは、親石元素の抽出にはエネルギー集約型の電気分解が必要であるのに対し、親硫元素は還元によって容易に抽出でき、また、親硫元素の地球化学的濃度は、極端な場合には地殻中の平均存在量の10万倍を超えることもあるためである。こうした最大の濃縮は、チベット高原やボリビアのアルティプラノのような高地で発生しており、これらの地域ではプレートテクトニクスによって大量の親硫元素が隆起している。現代におけるこのことの副産物として、水銀のような最も希少な親硫元素は完全に採掘され尽くされ、鉱物としての価値がほぼ完全に失われている。
大気親和性元素（古代ギリシャ語のἀτμός（atmós）「蒸気、水蒸気、煙」に由来）は、H、C、N、および希ガスである。[ 7 ]
大気親和性元素（「揮発性元素」とも呼ばれる）は、地表の温度と圧力において液体および/または気体として存在するか、またはそれらの状態で存在するため、主に地表または地表上に留まる元素として定義されます。希ガスは安定な化合物を形成せず、単原子ガスとして存在しますが、窒素は自由原子としては非常に反応性が高いものの、二原子分子窒素に非常に強く結合するため、窒素のすべての酸化物は窒素と酸素に対して熱力学的に不安定です。その結果、地球の大気中に自由酸素が発達すると、アンモニアは分子窒素に酸化され、それが地球の大気の5分の4を形成するようになりました。炭素も、一酸化炭素（大気中でゆっくりと酸化される）と二酸化炭素において酸素と非常に強い多重結合を形成するため、大気親和性元素に分類されます。後者は地球の大気の4番目に多い成分であり、一方、一酸化炭素は様々な発生源（火山、燃焼）から自然に発生し、大気中での滞留時間は数ヶ月である。
水に含まれる水素も、親気体に分類されます。水は、地球表面では固体化合物として存在することもありますが、その大部分が液体または気体であるため、揮発性物質に分類されます。水は、結晶水（石膏など）として、あるいはイオン結合や水素結合（タルクなど）によって他の鉱物に取り込まれることもあり、水素に親石性という性質を与えます。
大気中に存在する元素はすべて気体であるか、揮発性の水素化物を形成するため、地球形成時に大気から失われたことにより、地球全体では太陽における存在量に比べて大気中に存在する元素が著しく少なくなっています。より重い希ガス（クリプトン、キセノン）は、地球上で最も希少な安定元素です。（実際、これらの元素はネオンとともに、ウィリアム・ラムゼーとモリス・トラバース、そして彼らの助手たちによって初めて単離・記述され、それぞれ古代ギリシャ語で「隠された」「異質な」「新しい」を意味する名前が付けられました。）
アルゴンは希ガスの中でも例外的な存在で、窒素と酸素に次いで地球の現在の大気中で3番目に多く存在し、その割合は約1%です。アルゴン40は放射性カリウム40の安定な娘核種であり、アルゴンは地球形成後の重力によって捕らえられるほど重いため、原始地球の原始アルゴンはほとんどが地球外に放出された一方で、この放射性アルゴンは地質学的時間スケールで蓄積されてきました。このため、地球のアルゴン存在量は宇宙におけるアルゴンの存在比とは大きく異なり、アルゴン40が極めて豊富に存在しています。Ar、一方36宇宙ではアルゴンが優勢である。
合成元素は自然界には存在しないため、分類から除外される。
微量放射性元素（すなわち Tc、Pm、Po、At、Rn、Fr、Ra、Ac、Pa、Np、Pu）も合成元素として扱われます。これらは自然界にも存在しますが、[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]その存在は長寿命の親元素である Th と U に依存しており、移動性はあまり高くありません。例えば、ポロニウムの化学的性質からすると親硫元素であると予測されますが、実際には親元素であるウランとともに親石元素として存在する傾向があります。標準状態では気体であるラドンでさえ、崩壊する前に元のウラン源から遠く離れる時間は通常ありません。必要に応じて、これらの元素は鉱石から抽出するのではなく、原子炉で合成的に製造されるのが一般的です。