一課一課學會週期表
簡短清楚的課程，說明週期表如何運作，專為高中和大學低年級的化學而寫。先從週期表是什麼、族與週期如何排列開始，再進入價電子、電子組態、週期性趨勢和多原子離子。每堂課都連結到互動式的週期表檢視，讓你親眼看到概念的實際運作。
從零開始學化學
共 20 堂短課的免費課程，從原子到化學方程式。每堂課最後都有三道小測驗。
原子與元素
萬物由什麼組成：元素、原子，以及原子內部的粒子。 · 4 堂課
- 1 什麼是元素？ 元素是只由一種原子構成的純物質，無法透過化學反應分解成更簡單的物質。金、氧和碳都是元素，已知的 118 種元素在週期表上各有自己的格子。
- 2 原子內部 原子由三種更微小的粒子構成：質子、中子和電子。質子和中子緊密聚集在一個小而重的中心，稱為原子核，電子則在其周圍運動。質子帶正電，電子帶負電，中子不帶電。
- 3 原子序與質量 原子序是原子中的質子數，它告訴你這個原子是哪一種元素。質量數是質子數加上中子數。有了這兩個數字，你就能算出每一種粒子的數量：質子數和電子數都等於原子序，中子數等於質量數減去原子序。
- 4 什麼是同位素？ 同位素是同一種元素中中子數不同的原子。它們的質子數相同，所以是同一種元素，反應方式也幾乎完全相同，但質量不同。碳-12 和碳-14 就是碳的兩種同位素。
認識週期表
週期表如何編排：週期、族、元素家族、金屬與非金屬。 · 5 堂課
- 5 什麼是週期表？ 週期表是一張依原子序（每個原子核中的質子數）排列全部 118 種已知化學元素的圖表。元素被安排在稱為週期的橫列和稱為族的縱行中，因此化學性質相似的元素會排在同一行。這個規律讓你光從元素所在的位置，就能預測許多資訊。
- 6 族與週期 族是週期表的 18 條縱行，週期是 7 條橫列。同一族的元素通常有相同數目的價電子，因此化學性質相似。同一週期的元素有相同數目的電子殼層，性質由左到右逐漸變化。
- 7 金屬、非金屬與類金屬 金屬是有光澤、有延展性的元素，能良好地導熱和導電，傾向失去電子；非金屬通常無光澤、易碎或呈氣態，導電性差，傾向得到或共用電子。類金屬的性質介於兩者之間。在週期表上，金屬占據左側和中間，非金屬位於右上方，類金屬則沿著分隔兩者的鋸齒狀階梯線分布。
- 8 元素家族 元素家族是一組性質相似的元素，大多數週期表會為每個家族配上專屬的顏色。本站使用十個家族：鹼金屬、鹼土金屬、過渡金屬、後過渡金屬、類金屬、反應性非金屬、鹵素、惰性氣體、鑭系元素和錒系元素。你可以憑顏色和它在週期表上的位置辨認每一個家族。
- 9 鑭系元素與錒系元素 鑭系元素（57–71 號）和錒系元素（89–103 號）印在主週期表下方的兩列，只是為了讓週期表維持實用的寬度。它們其實屬於第 6 和第 7 週期，緊接在鋇（56）和鐳（88）之後。若把它們放回原位，週期表會變成 32 行，寬到無法舒適地放進一頁紙或一個螢幕。
電子
電子層、價電子與電子組態，以及它們所解釋的週期性趨勢。 · 4 堂課
- 10 電子殼層 電子殼層是原子的電子所在的能階，在原子核周圍分層排列。第一層最多容納 2 個電子，第二層最多 8 個，對前 20 種元素而言，第三層也是到 8 個為止，形成 2-8-8 的模式。波耳模型把殼層畫成原子核周圍的圓圈，這是一個方便但經過簡化的圖像。
- 11 什麼是價電子？ 價電子是原子最外層殼層中的電子，也就是參與化學鍵結的電子。對主族元素而言，價電子數等於族數的個位數字：第 16 族的氧有 6 個，第 17 族的氯有 7 個。價電子決定了元素會形成哪些離子，以及能形成多少個鍵。
- 12 如何書寫電子組態 電子組態顯示原子的電子如何排列在各個次殼層中，以上標表示每個次殼層中的電子數，例如氧的 1s² 2s² 2p⁴。要寫出電子組態，先從原子序得出電子數，再依構築順序（1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d 等）填入次殼層。惰性氣體簡寫法可以縮短冗長的電子組態，而鉻和銅等少數元素則打破了這個規律。
- 13 週期性趨勢 週期性趨勢是元素性質在週期表上呈現的規律模式。沿著週期由左往右，原子半徑通常減小，電負度和游離能增加；沿著族由上往下，原子半徑增大，電負度和游離能減小。金屬性的變化方向則相反，在週期表的左下角最強。
元素的化學
離子、化學鍵、化學式、莫耳與方程式：把元素組合在一起。 · 7 堂課
- 14 離子與電荷 離子是因為得到或失去電子而帶有電荷的原子或原子團。失去電子的原子變成稱為陽離子的帶正電離子，得到電子的原子則變成稱為陰離子的帶負電離子。對許多元素來說，光憑族數就能預測電荷：第 1 族的鈉形成 Na⁺，第 17 族的氯形成 Cl⁻。
- 15 什麼是多原子離子？ 多原子離子是由兩個或多個原子鍵結在一起、帶有淨電荷，並在化合物中作為單一單位的原子團。常見的例子有氫氧根（OH⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、碳酸根（CO₃²⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）、磷酸根（PO₄³⁻）和銨離子（NH₄⁺）。大多數多原子離子帶負電，而且許多含有氧。
- 16 化學鍵 化學鍵是把原子結合在元素和化合物中的吸引力。在離子鍵中，一個原子把電子轉移給另一個原子，帶相反電荷的離子互相吸引；在共價鍵中，原子共用電子對；在金屬鍵中，金屬原子共用可自由移動的「電子海」。形成哪一種鍵，主要取決於原子是金屬還是非金屬。
- 17 如何閱讀化學式 化學式用元素符號和小數字來表示物質中含有哪些原子，以及每種原子各有多少個。符號後面的小數字稱為下標，用來計算該元素的原子數，所以 H₂O 有 2 個氫原子和 1 個氧原子。括號、係數和水合物中的圓點增加了幾條規則，但每一條不過是一種乘法或加法。
- 18 什麼是莫耳？ 莫耳是化學家用來計算原子和分子的計數單位，就像「一打」代表 12 一樣。一莫耳含有 6.022 × 10²³ 個粒子，這個數字稱為亞佛加厥數。一莫耳物質以克為單位的質量，也就是莫耳質量，直接來自週期表上的原子量，所以它讓你能在克數與粒子數之間換算。
- 19 平衡化學方程式 平衡化學方程式，是指確保箭頭兩邊每種元素的原子數相同。做法是在化學式前面加上整數係數，絕對不能更改下標。例如，氫和氧形成水的平衡方程式是 2H₂ + O₂ → 2H₂O。
- 20 化學變化與物理變化 物理變化會改變物質的大小、形狀或狀態，但事後仍然是同一種物質，例如冰融化成水。化學變化又稱為化學反應，會把物質變成性質不同的新物質，例如鐵變成鐵鏽。關鍵問題永遠是：有沒有產生新物質？