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1—20號元素的性質：
1. 氫
氫是元素周期表中的第一號元素，元素名來源于希臘文，原意是“水素”。氫是由英國化學家卡文迪許在1766年發現，稱之為可燃空氣，并證明它在空氣中燃燒生成水。1787年法國化學家拉瓦錫證明氫是一種單質并命名。氫在地殼中的豐度很高，按原子組成占15.4%，但重量僅占1%。在宇宙中，氫是最豐富的元素。在地球上氫主要以化和態存在于水和有機物中。有三種同位素：氕、氘、氚。氫在通常條件下為無色、無味的氣體；氣體分子由雙原子組成；熔點-259.14°C，沸點-252.8°C，臨界溫度33.19K，臨界壓力12.98大氣壓，氣體密度0.0899克/升；水溶解度21.4厘米3/千克水（0°C），稍溶于有機溶劑。
在常溫下，氫比較不活潑，但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下，氫是高度活潑的。除稀有氣體元素外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫，如鹵化氫、硫化氫等；金屬元素的氫化物稱為金屬氫化物，如氫化鋰、氫化鈣等。
氫是重要的工業原料，又是未來的能源。

2. 氦
元素符號He，原子序數2，原子量4.002602，為稀有氣體的一種。元素名來源于希臘文，原意是“太陽”。1868年有人利用分光鏡觀察太陽表面，發現一條新的黃色譜線，并認為是屬于太陽上的某個未知元素，故名氦。后有人用無機酸處理瀝青鈾礦時得到一種不活潑氣體，1895年英國科學家拉姆賽用光譜證明就是氦。以后又陸續從其他礦石、空氣和天然氣中發現了氦。氦在地殼中的含量極少，在整個宇宙中按質量計占23%，僅次于氫。氦在空氣中的含量為0.0005%。氦有兩種天然同位素：氦3、氦4，自然界中存在的氦基本上是氦4。氦在通常情況下為無色、無味的氣體；熔點-272.2°C(25個大氣壓)，沸點-268.9°C；密度0.1785克/升，臨界溫度-267.8°C，臨界壓力2.26大氣壓；水中溶解度8.61厘米3/千克水。氦是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質。液態氦在溫度下降至2.18K時，性質發生突變，成為一種超流體，能沿容器壁向上流動，熱傳導性為銅的800倍，并變成超導體；其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。
氦是最不活潑的元素，基本上不形成什么化合物。氦的應用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應堆的工作流體和超低溫冷凍劑。

3. 鋰
原子序數3，原子量6.941，是最輕的堿金屬元素。元素名來源于希臘文，原意是“石頭”。1817年由瑞典科學家阿弗韋聰在分析透鋰長石礦時發現。自然界中主要的鋰礦物為鋰輝石、鋰云母、透鋰長石和磷鋁石等。在人和動物機體、土壤和礦泉水、可可粉、煙葉、海藻中都能找到鋰。天然鋰有兩種同位素：鋰6和鋰7。金屬鋰為一種銀白色的輕金屬；熔點為180.54°C，沸點1342°C，密度0.534克/厘米3，硬度0.6。金屬鋰可溶于液氨。
鋰與其它堿金屬不同，在室溫下與水反應比較慢，但能與氮氣反應生成黑色的一氮化三鋰晶體。鋰的弱酸鹽都難溶于水。在堿金屬氯化物中，只有氯化鋰易溶于有機溶劑。鋰的揮發性鹽的火焰呈深紅色，可用此來鑒定鋰。 鋰很容易與氧、氮、硫等化合，在冶金工業中可用做脫氧劑。鋰也可以做鉛基合金和鈹、鎂、鋁等輕質合金的成分。鋰在原子能工業中有重要用途。

4. 鈹
原子序數4，原子量9.012182，是最輕的堿土金屬元素。1798年由法國化學家沃克蘭對綠柱石和祖母綠進行化學分析時發現。1828年德國化學家維勒和法國化學家比西分別用金屬鉀還原熔融的氯化鈹得到純鈹。其英文名是維勒命名的。鈹在地殼中含量為0.001%，主要礦物有綠柱石、硅鈹石和金綠寶石。天然鈹有三種同位素：鈹7、鈹8、鈹10。鈹是鋼灰色金屬；熔點1283°C，沸點2970°C，密度1.85克/厘米3，鈹離子半徑0.31埃，比其他金屬小得多。
鈹的化學性質活潑，能形成致密的表面氧化保護層，即使在紅熱時，鈹在空氣中也很穩定。鈹即能和稀酸反應，也能溶于強堿，表現出兩性。鈹的氧化物、鹵化物都具有明顯的共價性，鈹的化合物在水中易分解，鈹還能形成聚合物以及具有明顯熱穩定性的共價化合物。 金屬鈹主要用作核反應堆的中子減速劑。鈹銅合金被用于制造不發生火花的工具，如航空發動機的關鍵運動部件、精密儀器等。鈹由于重量輕、彈性模數高和熱穩定性好，已成為引人注目的飛機和導彈結構材料。
鈹化合物對人體有毒性，是嚴重的工業公害之一。

5. 硼
原子序數5，原子量10.811。約公元前200年，古埃及、羅馬、巴比倫曾用硼沙制造玻璃和焊接黃金。1808年法國化學家蓋·呂薩克和泰納爾分別用金屬鉀還原硼酸制得單質硼。硼在地殼中的含量為0.001%。天然硼有2種同位素：硼10和硼11，其中硼10最重要。硼為黑色或銀灰色固體。晶體硼為黑色，熔點約2300°C，沸點3658°C，密度2.34克/厘米3，硬度僅次于金剛石，較脆。屬于非金屬元素，符號B

6. 碳
是一種非金屬元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁語為Carbonium，意為“煤，木炭”。漢字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁構成，從“炭”字音。碳是一種很常見的元素，它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼之中。碳單質很早就被人認識和利用，碳的一系列化合物——有機物更是生命的根本。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之一。
碳能在化學上自我結合而形成大量化合物，在生物上和商業上是重要的分子。生物體內大多數分子都含有碳元素。碳化合物一般從化石燃料中獲得，然后再分離并進一步合成出各種生產生活所需的產品，如乙烯、塑料等。碳的存在形式是多種多樣的，有晶態單質碳如金剛石、石墨；有無定形碳如煤；有復雜的有機化合物如動植物等；碳酸鹽如大理石等。單質碳的物理和化學性質取決于它的晶體結構。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結構不同，各有各的外觀、密度、熔點等。常溫下單質碳的化學性質比較穩定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；不同高溫下與氧反應，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質碳直接反應；在加熱下，單質碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應，生成金屬碳化物。

7. 氮
原子序數7，原子量為14.006747。元素名來源于希臘文，原意是“硝石”。1772年由瑞典藥劑師舍勒和英國化學家盧瑟福同時發現，后由法國科學家拉瓦錫確定是一種元素。氮在地殼中的含量為0.0046%，自然界絕大部分的氮是以單質分子氮氣的形式存在于大氣中，氮氣占空氣體積的78%。氮的最重要的礦物是硝酸鹽。氮有兩種天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的豐度為99.625%。

8. 氧
通常條件下呈無色、無臭和無味的氣體。密度1.429克/升，1.419克/厘米3（液），1.426克/厘米3（固）。熔點-218.4℃，沸點-182.962℃，化合價一般為0和-2。電離能為13.618電子伏特。除惰性氣體外的所有化學元素都能同氧形成化合物。大多數元素在含氧的氣氛中加熱時可生成氧化物。有許多元素可形成一種以上的氧化物。氧分子在低溫下可形成水合晶體O₂?H₂O和O₂?2H₂O，后者較不穩定。氧氣在空氣中的溶解度是：4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命體的基礎。氧在地殼中豐度占第一位。干燥空氣中含有20.946%體積的氧；水有88.81%重量的氧組成。除了O16外，還有O17和O18同位素。

9. 氟
原子序數9，原子量18.9984032，元素名來源于其主要礦物螢石的英文名。1812年法國科學家安培指出氫氟酸中含有一種新元素，但自由狀態的氟一直沒有制得。直到1886年，法國化學家穆瓦桑將氟化鉀溶解在無水氫氟酸中進行電解，才制得單質氟。由于氟非常活潑，所以自然界中不存在游離狀態的氟。氟在地殼中的含量為0.072%，重要的礦物有螢石、氟磷酸鈣等。氟的天然同位素只有氟19。
氟是化學性質最活潑、氧化性最強的物質，氟能同所有其他元素化合；氟與溴、碘、硫、磷、碳、硅等物質在低溫下就能猛烈化合；氟離子體積小，容易與許多正離子形成穩定的配位化合物；氟與烴類會發生難以控制的快速反應，氟與NaOH反應：2NaOH+2F2=2NaF+H2O+OF2，氟與水反應：2H2O+2F2 =4HF+O2。

10. 氖（neon）
一種化學元素。化學符號Ne，原子序數10，原子量20.1797，屬周期系零族，為稀有氣體的成員之一。1898年英國W.拉姆齊和M.W.特拉弗斯在液態空氣中發現一種新的稀有氣體，取名neon，含義是新奇。氖在地球大氣中的含量為18.18×10-4％（體積百分），有3種同位素：氖20、氖21和氖22。氖是無色、無臭、無味的氣體，熔點－248.67℃，沸點－245.9℃，氣體密度0.9002克／升（0℃，1×105帕），在水中的溶解度10.5微升／千克水。在一般情況下，氖不生成化合物。氖可由液態空氣分餾產物經低溫選擇吸附法制取。氖在放電時發出橘紅色輝光，用于制造霓虹燈，還大量用于高能物理研究。

11. 鈉
原子序數11，原子量22.989768，是最常見的堿金屬元素。元素名來源拉丁文，原意是“天然堿”。1807年英國化學家戴維首先用電解熔融的氫氧化鈉的方法制得鈉，并命名。在地殼中鈉的含量為2.83%，居第六位，主要以鈉鹽的形式存在。鈉是有銀白色光澤的軟金屬，用小刀就能很容易的切割。熔點97.81°C，沸點882.9°C，密度0.97克/厘米3。通常保存在煤油中。
鈉是一種活潑的金屬。鈉與水會產生激烈的反應，生成氫氧化鈉和氫；鈉還能與鉀、錫、銻等金屬生成和金；金屬鈉與汞反應生成汞齊，這種合金是一種活潑的還原劑，在許多時候比純鈉更適用。鈉離子能使火焰呈黃色，可用來靈敏地檢測鈉的存在。 以往金屬鈉主要用于制造車用汽油的抗暴劑，但由于會污染環境，已經日趨減少。金屬鈉還用來制取鈦，及生產氫氧化鈉、氨基鈉、氰化鈉等。熔融的金屬鈉在增值反應堆中可做熱交換劑。

12. 鎂
原子序數12，原子量24.305，為堿土金屬中最輕的結構金屬。1808年英國化學家戴維通過電解氧華鎂和氧化汞的混合物，制得鎂汞齊，蒸出其中的汞后，析出金屬鎂。1828年法國科學家比西用金屬鉀還原熔融的無水氯化鎂得到純鎂。鎂在地殼中的含量約2.5%，是第8個最豐富的元素。鎂的礦物主要有菱鎂礦、橄欖石等。海水中也含有大量的鎂。鎂也存在于人體和植物中，它是葉綠素的主要組分。 鎂為銀白色金屬；熔點648.8°C，沸點1107°C，密度1.74克/厘米3。鎂具有優良的切削加工性能。
金屬鎂能與大多數非金屬和酸反應；在高壓下能與氫直接合成氫化鎂；鎂能與鹵化烴或鹵化芳烴作用合成格利雅試劑，廣泛應用于有機合成。鎂具有生成配位化合物的明顯傾向。 鎂是航空工業的重要材料，鎂合金用于制造飛機及森、發動機零件等；鎂還用來制造照相和光學儀器等；鎂及其合金的非結構應用也很廣；鎂作為一種強還原劑，還用于鈦、鋯、鈹、鈾和鉿的生產中。

13. 鋁
銀白色有光澤金屬，密度2.702克/厘米3，熔點660.37℃，沸點2467℃。化合價+3。具有良好的導熱性、導電性，和延展性,電離能5.986電子伏特。
雖是叫活潑的金屬，但在空氣中其表面會形成一層致密的氧化膜，使之不能與氧、水繼續作用。在高溫下能與氧反應，放出大量熱，用此種高反應熱，鋁可以從其它氧化物中置換金屬（鋁熱法）。例如：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡，在高溫下鋁也同非金屬發生反應，亦可溶于酸或堿放出氫氣。對水、硫化物，濃硫酸、任何濃度的醋酸，以及一切有機酸類均無作用。

14. 硅
密度：2.33 熔點：1410℃ 沸點：2355℃ 性狀：有無定形和晶體兩種同素異形體，灰色或黑色。溶解情況：不溶于水、硝酸和鹽酸，溶于氫氟酸和堿液。晶型硅單質具有和金剛石類似的空間立體網狀結構。所以表現出硬度大，熔點高，質地脆的物理性質，另外硅元素為有周期表的梯形線上，性質介于金屬和非金屬之間，是灰黑色有金屬光澤的半導體。
常溫下不活潑，但能與HF反應生成SiF4和H2；能與氫氧化鈉溶液反應生成Na3SiO3和H2。加熱時與氧反應生成二氧化硅；與氯氣反應生成SiCl4；與碳反應生成SiC 。
主要用途：半導體材料，如計算機芯片，新型能源如太陽能電池的硅晶板

15. 磷
單質磷有幾種同素異形體。其中，白磷或黃磷是無色或淡黃色的透明結晶固體。密度1.82克/厘米3。熔點44.1℃，沸點280℃，著火點是40℃。放于暗處有磷光發出。有惡臭。劇毒。白磷幾乎不溶于水，易溶解與二硫化碳溶劑中．在高壓下加熱會變為黑磷，其密度2.70克/厘米3，略顯金屬性。電離能為10.486電子伏特。不溶于普通溶劑中。白磷經放置或在400℃密閉加熱數小時可轉化為紅磷。紅磷是紅棕色粉末，無毒，密度2.34克/厘米3，熔點59℃，沸點200℃，著火點240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸鹽的形式存在，是生命體的重要元素。存在于細胞、蛋白質、骨骼和牙齒中。在含磷化合物中，磷原子通過氧原子而和別的原子或基團相聯結

16.硫
通常為淡黃色晶體，它的元素名來源于拉丁文，原意是鮮黃色。單質硫有幾種同素異形體，菱形硫（斜方硫）和單斜硫是現在已知最重要的晶狀硫。它們都是由S8環狀分子組成。
密度 熔點 沸點 存在條件
菱形硫(S8)2.07克/厘米³ 112.8℃ 444.674℃ 200℃以下
單斜硫(S8)1.96克/厘米³ 119.0℃ 444.6℃ 200℃
以上硫單質導熱性和導電性都差。性松脆，不溶于水,易溶于二硫化碳(彈性硫只能部分溶解)。無定形硫主要有彈性硫，是由熔態硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩定，可轉變為晶狀硫(正交硫),正交硫是室溫下唯一穩定的硫的存在形式。

17.氯
常溫常壓下為黃綠色氣體。密度3.214克/升。熔點-100.98℃，沸點-34.6℃。化合價-1、+1、+3、+5和+7。有毒，劇烈窒息性臭味。電離能12.967電子伏特，具有強的氧化能力，能與有機物和無機物進行取代和加成反應；同許多金屬和非金屬能直接起反應。

18. 氬
其是單原子分子,單質為無色、無臭和無味的氣體。是稀有氣體中在空氣中含量最多的一個，100升空氣中約含有934毫升。密度1.784克/升。熔點-189.2℃。沸點-185.7度。電離能為15.759電子伏特。化學性極不活潑，按化合物這個詞的一般意義來說，它是不會形成任何化合物的。氬不能燃燒，也不能助燃。

19. 鉀
原子序數19，原子量39.0983。元素名來源于拉丁文，原意是“堿”。1807年由英國化學家戴維首次用電解法從氫氧化鉀熔體中制得金屬鉀，并定名。鉀在地殼中的含量是2.59%，居第七位。重要的價礦物有鉀石鹽、鉀硝石等；海水中含有氯化鉀，其含量為氯化鈉的1/40；土壤中的鉀很容易進入植物組織，所以植物灰中都含有碳酸鉀。鉀有三種天然同位素：鉀39、鉀40和鉀41。鉀是一種輕而軟的低熔點金屬；熔點為63.25°C，沸點760°C，密度0.86可/厘米³。
鉀比鈉活潑，金屬鉀與水或冰的反應，即使溫度低到-100°C，也非常劇烈；與酸的水溶液反應更為劇烈。金屬鉀在空氣中燃燒，易生成橘紅色的超氧化鉀。金屬鉀與氫氣反應很慢，但在400°C時反應很快。金屬鉀與一氧化碳反應能生成一種爆炸性的羰基化合物。含鉀的化合物能使火焰呈現紫色。 鉀鹽是重要的肥料，是植物生長的三大營養元素之一。

20. 鈣
原子序數20，原子量40.078，是堿土金屬中最活潑的元素。元素名來源于拉丁文，愿意為“石灰”。1808年英國化學家戴維在電解石灰和氧化汞的混合物時得到鈣汞齊，然后蒸掉汞制得純的金屬鈣。鈣在地殼中的含量為3.64%，排第5位。鈣以化合物的形式廣泛存在于自然界中，鈣的主要礦物有石灰石、方解石、大理石等。 鈣呈銀白色；熔點839°C，沸點1484°C，密度1.54克/厘米3。
鈣的氧化態為+2，它能同空氣中的氧和氮緩慢作用生成一層氧化物和氮化物保護膜；鈣與冷水作用緩慢，在熱水中發生劇烈反應放出氫；鈣可與鹵族元素直接反應，在加熱下與硫、碳反應；鈣與濃氨水形成六氨合鈣，這是一種有金屬光澤的高導電性固體。
鈣在生物體中是一種重要的元素。動物體內的鈣不僅參加骨骼和牙齒的組成，而且參與新陳代謝。

		化學式的含義	以H2O為例
質的含義	宏觀	①表示一種物質 ②表示物質的元素組成	①表示水 ②表示水是由氫、氧兩種元素組成的
	微觀	①表示物質的一個分子 ②表示組成物質每個分子的原子種類和數目 ③表示物質的一個分子中的原子總數	①表示一個水分子 ②表示一個水分子是由兩個氧原子和一個氧原子構成的 ③表示一個水分子中含有三個原子
量的含義		①表示物質的相對分子質量 ②表示組成物質的各元素的質量比 ③表示物質中各元素的質量分數	①H2O的相對分子質R =18 ②H2O中氫元素和氧元素質量比為1:8 ③H2O中氫元素的質量分數=100%=11.1%

化學式和化合價的關系：
（1）根據化學式求化合價
①已知物質的化學式，根據化合價中各元素的正負化合價代數和為0的原則確定元素的化合價。
標出已知、未知化合價：
列出式子求解：（+1）×2+x×1+（-2）×3=0 x=+4
②根據化合價原則，判斷化學式的正誤，如判斷化學式KCO₃是否正確
標出元素或原子團的化合價
計算正負化合價代數和是否為0：（+1）×1+（-2）×1=-1≠0，所以給出的化學式是錯誤的，正確的為K₂CO₃。
③根據化合價原則，計算原子團中某元素的化合價，如計算NH₄⁺中氮元素的化合價和H₂PO₄^-(磷酸二氫根)中磷元素的化合價。
由于NH₄⁺帶一個單位的正電荷，不是電中性的，因此各元素的化合價代數和不為多，而是等于+1. 設氮元素的化合價為x
x+(+1)×4=+1 x=-3
所以在NH₄⁺中，氮元素的化合價為-3. 同理H₂PO₄^-帶一個單位的負電荷、不是電中性的、因此各元素的化合價代數和不為零，而是-1.
設磷元素的化合價為y
(+1)×2+y+(-2)×4=-1 y=+5 所以在H₂PO₄^-中磷元素的化合價為+5.
④根據化合價原則，確定物質按化合價的排序。如H₂S，S，SO²，H₂SO₄四種物質中均含有硫元素，并且硫元素的化合價在四種物質中分別為：-2，0， +4，+6，故這四種物質是按硫元素的化合價由低到高的順序排列的。

（2）根據化合價寫化學式
根據化合物中化合價的代數和等于0的原則，已知元素的化合價可以推求實際存在物質的化學式，主要方法有兩種：
①最小公倍數法

	步驟	舉例
寫	一般把正價元素的符號(或原子團)寫在左邊，負價元素的符號(或原子團)寫在右邊，并把化合價寫在元素符號(或原子團)的正上方	、
求	求出兩種元素化合價絕對位的最小公倍數，然后求出每種元素的原子個數=	因為|-2|×|+3|=6，所以Al原子個數為6/3=2，O原子個數=6/2=3
標	將原子個數寫在相應元素符號的正下角	Al2O3
驗	檢驗各種元素正負化合價的代數和是否為0，確定化學式的正確性	（+3）×2+（-2）×3=0，所以該化學式正確。

	步驟	例1 硫酸銅	例2 氧化鈣
排列	分析名稱，確定元素符號（或原子團）的順序	鋁 硫酸根 Al SO4	鈣 氧 Ca O
標價	標上化合價	、	、
約簡	將化合價的絕對值約成最簡整數比	、	、
交叉	將整數交叉寫在元素符號（或原子團）的右下角
檢驗	根據正負化合價代數和是否為0，檢驗正誤	（+3）×2+（-2）×3=0	（+2）+（-2）=0