決定元素化學(xué)性質(zhì)的因素：
原子最外層電子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)。
1—20號元素的性質(zhì)：
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(xué)家卡文迪許在1766年發(fā)現(xiàn)，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(xué)家拉瓦錫證明氫是一種單質(zhì)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(tài)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(yè)原料，又是未來的能源。
2. 氦
元素符號He，原子序數(shù)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(fā)現(xiàn)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(xué)家拉姆賽用光譜證明就是氦。以后又陸續(xù)從其他礦石、空氣和天然氣中發(fā)現(xiàn)了氦。氦在地殼中的含量極少，在整個宇宙中按質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下固化的物質(zhì)。液態(tài)氦在溫度下降至2.18K時，性質(zhì)發(fā)生突變，成為一種超流體，能沿容器壁向上流動，熱傳導(dǎo)性為銅的800倍，并變成超導(dǎo)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(yīng)用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑。
3. 鋰
原子序數(shù)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(xué)家阿弗韋聰在分析透鋰長石礦時發(fā)現(xiàn)。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(yīng)比較慢，但能與氮氣反應(yīng)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(fā)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(yè)中可用做脫氧劑。鋰也可以做鉛基合金和鈹、鎂、鋁等輕質(zhì)合金的成分。鋰在原子能工業(yè)中有重要用途。
4. 鈹
原子序數(shù)4，原子量9.012182，是最輕的堿土金屬元素。1798年由法國化學(xué)家沃克蘭對綠柱石和祖母綠進行化學(xué)分析時發(fā)現(xiàn)。1828年德國化學(xué)家維勒和法國化學(xué)家比西分別用金屬鉀還原熔融的氯化鈹?shù)玫郊冣�。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?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)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(wěn)定。鈹即能和稀酸反應(yīng)，也能溶于強堿，表現(xiàn)出兩性。鈹?shù)难趸�、鹵化物都具有明顯的共價性，鈹?shù)幕衔镌谒幸追纸�，鈹還能形成聚合物以及具有明顯熱穩(wěn)定性的共價化合物。 金屬鈹主要用作核反應(yīng)堆的中子減速劑。鈹銅合金被用于制造不發(fā)生火花的工具，如航空發(fā)動機的關(guān)鍵運動部件、精密儀器等。鈹由于重量輕、彈性模數(shù)高和熱穩(wěn)定性好，已成為引人注目的飛機和導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料。
鈹化合物對人體有毒性，是嚴重的工業(yè)公害之一。
5. 硼
原子序數(shù)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(xué)家蓋·呂薩克和泰納爾分別用金屬鉀還原硼酸制得單質(zhì)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(gòu)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(zhì)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(xué)上自我結(jié)合而形成大量化合物，在生物上和商業(yè)上是重要的分子。生物體內(nèi)大多數(shù)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(chǎn)生活所需的產(chǎn)品，如乙烯、塑料等。碳的存在形式是多種多樣的，有晶態(tài)單質(zhì)碳如金剛石、石墨；有無定形碳如煤；有復(fù)雜的有機化合物如動植物等；碳酸鹽如大理石等。單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu)。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結(jié)構(gòu)不同，各有各的外觀、密度、熔點等。常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；不同高溫下與氧反應(yīng)，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應(yīng)；在加熱下，單質(zhì)碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應(yīng)，生成金屬碳化物。
7. 氮
原子序數(shù)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(xué)家盧瑟福同時發(fā)現(xiàn)，后由法國科學(xué)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(zhì)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(xué)元素都能同氧形成化合物。大多數(shù)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(wěn)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(chǔ)。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(shù)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(xué)家安培指出氫氟酸中含有一種新元素，但自由狀態(tài)的氟一直沒有制得。直到1886年，法國化學(xué)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(zhì)氟。由于氟非�；顫�，所以自然界中不存在游離狀態(tài)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(xué)性質(zhì)最活潑、氧化性最強的物質(zhì)，氟能同所有其他元素化合；氟與溴、碘、硫、磷、碳、硅等物質(zhì)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(wěn)定的配位化合物；氟與烴類會發(fā)生難以控制的快速反應(yīng)，氟與NaOH反應(yīng)：2NaOH+2F2=2NaF+H2O+OF2，氟與水反應(yīng)：2H2O+2F2 =4HF+O2。
10. 氖（neon）
一種化學(xué)元素。化學(xué)符號Ne，原子序數(shù)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(tài)空氣中發(fā)現(xiàn)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(tài)空氣分餾產(chǎn)物經(jīng)低溫選擇吸附法制取。氖在放電時發(fā)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(shù)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(xué)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(chǎn)生激烈的反應(yīng)，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(yīng)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(huán)境，已經(jīng)日趨減少。金屬鈉還用來制取鈦，及生產(chǎn)氫氧化鈉、氨基鈉、氰化鈉等。熔融的金屬鈉在增值反應(yīng)堆中可做熱交換劑。
12. 鎂
原子序數(shù)12，原子量24.305，為堿土金屬中最輕的結(jié)構(gòu)金屬。1808年英國化學(xué)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(xué)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(yōu)良的切削加工性能。
金屬鎂能與大多數(shù)非金屬和酸反應(yīng)；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(yīng)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(yè)的重要材料，鎂合金用于制造飛機及森、發(fā)動機零件等；鎂還用來制造照相和光學(xué)儀器等；鎂及其合金的非結(jié)構(gòu)應(yīng)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(chǎn)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℃�；蟽r+3。具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)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(xù)作用。在高溫下能與氧反應(yīng)，放出大量熱，用此種高反應(yīng)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(fā)生反應(yīng)，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(zhì)具有和金剛石類似的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所以表現(xiàn)出硬度大，熔點高，質(zhì)地脆的物理性質(zhì)，另外硅元素為有周期表的梯形線上，性質(zhì)介于金屬和非金屬之間，是灰黑色有金屬光澤的半導(dǎo)體。
常溫下不活潑，但能與HF反應(yīng)生成SiF4和H2；能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na3SiO3和H2。加熱時與氧反應(yīng)生成二氧化硅；與氯氣反應(yīng)生成SiCl4；與碳反應(yīng)生成SiC 。
主要用途：半導(dǎo)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(zhì)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(jié)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(fā)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?yōu)楹诹祝涿芏?.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(jīng)放置或在400℃密閉加熱數(shù)小時可轉(zhuǎn)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(zhì)、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(lián)結(jié)
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(zhì)硫有幾種同素異形體，菱形硫（斜方硫）和單斜硫是現(xiàn)在已知最重要的晶狀硫。它們都是由S8環(huán)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(zhì)導(dǎo)熱性和導(dǎo)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(tài)硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩(wěn)定，可轉(zhuǎn)變?yōu)榫盍?正交硫),正交硫是室溫下唯一穩(wěn)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℃�；蟽r-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(yīng)；同許多金屬和非金屬能直接起反應(yīng)。
18. 氬
其是單原子分子,單質(zhì)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�；瘜W(xué)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(shù)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(xué)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(yīng)，即使溫度低到-100°C，也非常劇烈；與酸的水溶液反應(yīng)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(yīng)很慢，但在400°C時反應(yīng)很快。金屬鉀與一氧化碳反應(yīng)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(xiàn)紫色。 鉀鹽是重要的肥料，是植物生長的三大營養(yǎng)元素之一。
20. 鈣
原子序數(shù)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(xué)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(tài)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(fā)生劇烈反應(yīng)放出氫；鈣可與鹵族元素直接反應(yīng)，在加熱下與硫、碳反應(yīng)；鈣與濃氨水形成六氨合鈣，這是一種有金屬光澤的高導(dǎo)電性固體。
鈣在生物體中是一種重要的元素。動物體內(nèi)的鈣不僅參加骨骼和牙齒的組成，而且參與新陳代謝。