一课一课学元素周期表
简短清晰的课程，讲解元素周期表如何运作，面向高中和大学低年级化学。先从周期表是什么、族和周期如何排列讲起，再学习价电子、电子构型、周期性趋势和多原子离子。每节课都链接到周期表的交互视图，让你亲眼看到这些概念的实际应用。
从零开始学化学
一门包含 20 节短课的免费课程，从原子讲到化学方程式。每节课以三道小测验题结束。
原子与元素
万物由什么构成：元素、原子以及原子内部的粒子。 · 4 节课
- 1 什么是元素？ 元素是只由一种原子构成的纯净物，无法通过化学反应分解成更简单的物质。金、氧和碳都是元素，已知的118种元素在元素周期表上各有自己的一格。
- 2 原子内部 原子由三种更微小的粒子构成：质子、中子和电子。质子和中子紧密地聚集在一个小而重的中心，称为原子核，电子则在它周围运动。质子带正电，电子带负电，中子不带电。
- 3 原子序数与质量 原子序数是原子中的质子数，它告诉你这个原子是哪种元素。质量数是质子数与中子数之和。有了这两个数，你就能数清每一种粒子：质子数和电子数都等于原子序数，中子数等于质量数减去原子序数。
- 4 什么是同位素？ 同位素是同一种元素中中子数不同的原子。它们的质子数相同，所以是同一种元素，反应方式也几乎完全相同，但质量不同。碳-12和碳-14是碳的两种同位素。
读懂元素周期表
周期表是如何组织的：周期、族、元素家族、金属与非金属。 · 5 节课
- 5 什么是元素周期表？ 元素周期表是一张图表，它按原子序数（每个原子核中的质子数）的顺序排列全部118种已知化学元素。元素被放在称为周期的行和称为族的列中，因此化学性质相似的元素排在同一列。有了这种规律，你只要看一种元素所处的位置，就能推断出关于它的许多信息。
- 6 族与周期 族是元素周期表的18个竖列，周期是7个横行。同一族的元素通常具有相同数目的价电子，所以化学性质相似。同一周期的元素具有相同数目的电子层，它们的性质从左到右逐渐变化。
- 7 金属、非金属和类金属 金属是有光泽、有延展性的元素，导热和导电性能良好，容易失去电子；非金属通常暗淡无光，质脆或呈气态，导电性差，倾向于得到或共用电子。类金属的性质介于两者之间。在元素周期表上，金属占据左侧和中间，非金属位于右上方，类金属则沿着把它们分开的锯齿形阶梯线分布。
- 8 元素族类 元素族类是性质相似的元素的集合，大多数周期表都给每个族类标上各自的颜色。本站使用十个族类：碱金属、碱土金属、过渡金属、后过渡金属、类金属、活泼非金属、卤素、稀有气体、镧系元素和锕系元素。你可以根据颜色和它在周期表上的位置认出每一类。
- 9 镧系与锕系元素 镧系元素（57–71号）和锕系元素（89–103号）印在主周期表下方的两行里，只是为了让周期表保持实用的宽度。它们真正属于第6和第7周期，紧跟在钡（56）和镭（88）之后。如果把它们放回原位，周期表会拉宽到32列，宽得无法舒适地放进一页纸或一个屏幕。
电子
电子层、价电子和电子构型，以及它们所解释的周期性趋势。 · 4 节课
- 10 电子层 电子层是原子的电子所处的能级，围绕原子核分层排列。第一层最多容纳2个电子，第二层最多容纳8个，在前20种元素中，第三层也只填到8个，形成2-8-8的规律。玻尔模型把电子层画成围绕原子核的圆圈，这是一种方便但经过简化的图像。
- 11 什么是价电子？ 价电子是原子最外层的电子，也就是参与化学键合的电子。对于主族元素，价电子数与族序数的个位数相同：第16族的氧有6个，第17族的氯有7个。价电子决定了一种元素形成哪些离子以及形成多少个键。
- 12 如何书写电子排布式 电子排布式表示原子的电子在亚层中的排布，用上标写出每个亚层中的电子数，例如氧的 1s² 2s² 2p⁴。书写时，先根据原子序数得出电子总数，再按构造原理的顺序（1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d 等等）填充亚层。稀有气体简写法可以缩短冗长的排布式，而铬和铜等少数元素则打破了这一规律。
- 13 元素周期律 周期性趋势是元素性质在周期表中呈现的规律。沿着一个周期从左到右，原子半径一般减小，而电负性和电离能增大；沿着一个族向下，原子半径增大，而电负性和电离能减小。金属性则相反，在周期表的左下方最强。
元素的化学
离子、化学键、化学式、物质的量和方程式：把元素组合在一起。 · 7 节课
- 14 离子与电荷 离子是因为得到或失去电子而带电的原子或原子团。失去电子的原子变成称为阳离子的正离子，得到电子的原子变成称为阴离子的负离子。对许多元素来说，仅凭族序数就能预测其电荷：第1族的钠形成 Na⁺，第17族的氯形成 Cl⁻。
- 15 什么是多原子离子？ 多原子离子是由两个或更多原子键合在一起、带有总电荷、并在化合物中作为一个整体起作用的原子团。常见的例子有氢氧根（OH⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、碳酸根（CO₃²⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）、磷酸根（PO₄³⁻）和铵根（NH₄⁺）。大多数多原子离子带负电，许多含有氧。
- 16 化学键 化学键是把原子结合在单质和化合物中的吸引力。在离子键中，一个原子把电子转移给另一个原子，带相反电荷的离子相互吸引；在共价键中，原子共用电子对；在金属键中，金属原子共用一片可自由移动的电子“海”。形成哪种类型，主要取决于原子是金属还是非金属。
- 17 如何读懂化学式 化学式用元素符号和小数字表示一种物质含有哪些原子以及各有多少个。符号后面的小数字称为下标，表示该元素的原子数，所以 H₂O 有2个氢原子和1个氧原子。括号、系数以及水合物中的圆点又增加了几条规则，但每一条都只是一种乘法或加法。
- 18 什么是摩尔？ 摩尔是化学家用来计量原子和分子的计数单位，就像“一打”表示12一样。1摩尔含有6.022 × 10²³个粒子，这个数称为阿伏加德罗常数。1摩尔物质以克为单位的质量，即摩尔质量，直接来自周期表上的原子质量，所以你可以用它在克数和粒子数之间进行换算。
- 19 配平化学方程式 配平化学方程式，就是确保箭头两侧每种元素的原子数相同。做法是在化学式前面放上整数系数，而绝不能改动下标。例如，氢和氧生成水的配平方程式是 2H₂ + O₂ → 2H₂O。
- 20 化学变化与物理变化 物理变化改变物质的大小、形状或状态，但变化后仍是同一种物质，比如冰融化成水。化学变化也叫化学反应，会把物质变成具有不同性质的新物质，比如铁生锈。关键问题始终是：有没有生成新物质？