看得到的化學‧美麗的元素：最美的第一堂化學課，讓你反覆翻閱、讚嘆欣賞的化學元素圖鑑。
看過這本書，你拿到週期表不再死背，而是慢慢欣賞
活動訊息
內容簡介
出版《大人的科學》等科普書權威「學研Plus」出品、筑波大學名譽教授監修，
集合化學元素拍攝、解說生活應用的超精美圖鑑！
日本bookmeter網站97%★★★★★絕讚好評
本書從元素週期表的第一個「氫」開始，介紹目前已知118種元素的
性質──硫很臭？其實無味。煙火很美，是哪些金屬燃燒後產生的鮮豔火焰？
歷史──為什麼天文學家會發現化學元素？哪個元素是解開恐龍滅絕之謎的線索？
應用──手機螢幕為什麼能透明又導電？什麼元素從單車、飛機到火箭都用到？
獨家搭配無以倫比的美麗照片：
氧化的鉍綻放彩虹光澤、菱錳礦美到有「印加玫瑰」之稱……
◎看過這本書，你拿到週期表不再死背，而是慢慢欣賞：
‧元素的起源，從宇宙誕生談起：
138億年前宇宙誕生後，最初的元素「氫」出現了。
之後恆星進行核融合反應，許多元素出現。但為何不會產生比鐵還重的元素？
‧看懂週期表──學會化學的第一步：
週期表的化學符號是用什麼順序排列？
週期表相當於化學世界的地圖，我們能根據某元素在週期表上的位置，
在某種程度上明白其化學性質。（所以化學不用背！）
◎不只是化學，更是你我的生活應用：
‧大量存在於太陽系中，地球上卻很稀有的「氦」：
從飛船、磁振造影檢查到磁浮列車都用得到氦，
但發現它的竟然是天文學家，而非化學家。
‧製造硫酸的主角「硫」：
其實硫本身無臭無味？那溫泉的刺鼻味哪裡來？
切洋蔥時會流淚、臭鼬放出的刺激性液體都和硫有關。
‧強度高、耐腐蝕、又耐熱的「鈦」：
鈦常製成電腦機殼、防晒乳等，且因人體不排斥，可製成人工關節。
「二氧化鈦光觸媒」能靠光的能量去汙，因環保、實用而受注目。
‧有殺菌效果的貴金屬「銀」：
銀自古即作為貨幣和飾品使用，也被用來驗毒。
現代甚至能應用在相機底片、甜點的裝飾、抗菌劑上。
‧表示一秒基準的「銫」：
目前的一秒時間，是依據銫原子的震動頻率為基準定義。
放射性同位素銫-137，是2011年福島核災的主要外洩物質，半衰期達30年。
‧在極低溫下成為超導體的「鉍」：
銀白色的鉍金屬氧化後竟呈現彩虹光澤？
自動消防灑水器、胃潰瘍藥劑都會用到它。
你一定不知道，遊戲機PS2狂賣竟然在剛果引發戰爭？這和某些金屬有關；
到了21世紀，鍊金術不再是騙術？只不過鍊金成本比黃金價格還高。怎麼鍊……
當你發現這些元素的綺麗身影，就能看見這個世界的變化多端。
編輯推薦
元素以及它們的產地
這本《看得到的化學──美麗的元素》讓我回想起中學和大學時，充滿好奇心的在化學實驗室裡上課的美好時光。化學元素反應產生的神奇變化，真是叫人目瞪口呆。
我們放眼所及的萬事萬物，無不由各種最基本的化學元素構成。化學元素之間鍵結的可能性，如天文數字般的數量，可能比宇宙所有的原子數都還多很多。
俄國科學家門得列夫在19世紀末，綜合科學家們的苦心研究，從看似雜亂無章的元素性質中，摸索出精妙無比的規律，製作出世界上第一份元素週期表──就是在化學教科書和實驗室中常見的元素週期表。他把化學元素按原子量的大小排序的同時，還把原子價相似的元素上下排成縱列，並據此預見了12種尚未發現的元素。
化學元素的差異在質子數。科學極富魅力，門得列夫一旦製作出元素週期表，就立刻展現出強大的預測力，讓科學家能按圖索驥的進行更多研究。就像一位原本用古地圖到叢林尋寶的探險家，找到的第一個寶物居然是高精確度的GPS，就像如虎添翼、如有神助。化學知識於是在過去百年有了爆炸性的成長，還深遠的影響近代物理學的發展。
即使沒有化學元素週期表，中西方的老祖宗也早已發現許多元素及化合物的多種用途，讓人類從石器時代演進至銅器乃至鐵器時代。人類之所以能如此不斷提升物質文明，是因為我們能高效的累積知識。然而，現代科學的濫觴，讓我們能更高效的發現元素的各種性質，並且合成各種化合物，使用在五花八門乃至千奇百怪的用途上。
有了元素週期表，科學家已無法滿足自然界已存在的化學元素研究，利用科學理論的計算和推導，科學家利用最頂尖、最先進的科學儀器設備，居然還能透過將兩種元素高速撞擊的方法，增大自然存在的元素原子核的質子數，達到增大原子序數的目的，於是製造出新的人工合成元素。
這種「逆天」的行為，迄今已製造出二十幾種人工合成元素，儘管它們均是半衰期，從幾年到只有數毫秒的不穩定放射性元素。不管存在時間有多短，科學家也都能突破極限，偵測到並研究它們的性質；有些在自然界中存量極其稀少的化學元素，科學家也能透過人工合成的方式產生，並且為它們找到合適的用途。
這本書用圖文並茂的方式，深入淺出的解說化學元素的主要知識，並讓我們同時見識到自然和科學之美。書中列舉的許多化學元素及它們的化合物等用途，雖然僅是所有人類科技知識的冰山一角而已，但足以讓人目眩神迷。真是感恩化學元素、讚嘆化學元素！
文／黃貞祥(國立清華大學生命科學系助理教授、泛科學專欄作者)
目錄
元素週期表
推薦序 元素以及它們的產地／黃貞祥
元素的基本
何謂元素？
元素與原子的差別
元素的起源
發現週期性
看懂週期表
第1週期
1 宇宙誕生後最初形成的元素：氫
2 大量存在於太陽系中，地球上卻很稀有：氦
專欄 元素的產生
第2週期
3因電池需求使用量增加的輕巧金屬元素：鋰
4祖母綠的成分之一：鈹
5耐熱玻璃的原料：硼
6含有各種同素異形體：碳
7讓大地循環的營養素：氮
8燃燒物質等於使其氧化：氧
9反應性大的鹵素元素：氟
10使都市多彩繽紛的惰性氣體：氖
專欄 稀有金屬與稀土元素
第3週期
11因「食鹽」廣為人知的元素：鈉
12葉綠素的主要成分：鎂
13隨氧化增加耐腐蝕性：鋁
14以半導體素材之姿，引領電子文明：矽
15有各種色彩的同素異形體：磷
16硫酸的原料：硫
17食鹽和鹽酸的源頭：氯
18日光燈中的低活性氣體：氬
專欄 生物的必要元素
第4週期
19肥料類植物的必要元素：鉀
20構成人體骨骼的必要元素：鈣
21稀土元素之首：鈧
22強度高、耐腐蝕性、耐熱性：鈦
23可增加鋼強度的稀有金屬：釩
24同時具有美麗光澤與超強耐腐蝕性：鉻
25應用於煉鐵和電池上：錳
26人體及文明發展的必要金屬元素：鐵
27可製成美麗的藍色著色顏料：鈷
28也用於電池中的合金素材：鎳
29自古伴隨文明史沿用至今：銅
30比鐵更容易生鏽：鋅
31成為半導體素材的稀有金屬：鎵
32用於光學相關產業的稀有金屬：鍺
33雖然有毒卻活躍於尖端工業：砷
34照到光時會產生電流：硒
35有刺鼻臭味的鹵素元素：溴
36即便LED正盛，仍沒被淘汰的氣體：氪
專欄 環境汙染與有毒元素
第5週期
37能測出地球和宇宙的年代：銣
38讓煙火斑斕絢麗的稀有金屬：鍶
39用於雷射元件的結晶體上：釔
40仿製鑽石的素材：鋯
41其合金在極低溫下會變成超導體：鈮
42作為合金鋼的添加劑而有用：鉬
43活躍於醫療界、世界最早人工放射性元素：鎝
44提高硬碟磁性信號密度的貴金屬：釕
45協助淨化廢氣的貴金屬：銠
46能有效吸收氫氣的鉑系元素：鈀
47有殺菌效果的貴金屬：銀
48引發「痛痛病」的物質：鎘
49液晶顯示器必備的稀有金屬：銦
50廣泛應用於合金和電鍍的穩定素材：錫
51運用於半導體和阻燃劑的類金屬：銻
52尖端工業不可或缺的稀有金屬：碲
53以消毒漱口藥水廣為人知：碘
54也用於離子發動機：氙
專欄 確認元素與顏色
專欄 放射性元素
第6週期
55表示一秒時間的基準：銫
56用於胃鏡的顯影劑：鋇
57活躍於氫能社會：鑭
58防紫外線很有效的稀土元素：鈰
59可用於焊接護目鏡或綠色顏料：鐠
60日本發明的釹磁鐵元素：釹
61鑭系元素中唯一的放射性元素：鉕
62與鈷的合金可製成永久磁鐵：釤
63應用於色彩鮮豔的紅色螢光體：銪
64可用於磁振顯影劑或核子反應爐控制棒：釓
65多用於「磁致伸縮」的材料：鋱
66需求量隨電動車市場擴大而增加：鏑
67雷射大幅活躍於醫療領域：鈥
68光纖的必要元素：鉺
69用於光纖或螢光體：銩
70命名源自瑞典的礦產地：鐿
71價格比金還貴的稀土元素：鎦
72與鋯相似的金屬元素：鉿
73電子裝置不可或缺的稀有金屬：鉭
74耐熱性與強度均優秀的元素：鎢
75如幻影消失的「日本」元素：錸
76密度最大的鉑系元素：鋨
77解開恐龍滅絕之謎的線索：銥
78常用在飾品或催化劑：鉑
79有史以來最貴重的元素：金
80有毒的汞蒸氣和有機汞：汞
81以毒藥廣為人知：鉈
82能吸收X射線的元素：鉛
83能在極低溫下成為超導體：鉍
84居禮夫婦發現的放射性元素：鉍
85地球上的存量推估為28公克：砈
86由鐳產生的惰性氣體：氡
專欄 元素的發現史
第7週期
87最後一個在自然界中發現的放射性元素：鍅
88付出生命換來的發現：鐳
89鈾礦中發現的放射性元素：錒
90大量存在地殼中的放射性元素：釷
91用途受限的放射性元素：鏷
92用於核能發電與核彈的放射性元素：鈾
93史上最初發現的超鈾元素：錼
94運用於核能發電燃料與核武上：鈽
95產自鈽的元素：鋂
96二戰結束後於廣播節目中首度發表：鋦
97具有強烈放射性的銀白色金屬元素：鉳
98可應用於檢查爆炸物等用途：鉲
99元素名取自物理學家愛因斯坦：鑀
100另一個因海上核試爆而合成的元素：鐨
101元素名取自發現元素週期性的門得列夫：鍆
102元素名取自發明矽藻土炸藥的諾貝爾：鍩
103最後一個錒系元素：鐒
專欄 原子彈與元素
104元素名取自原子核物理學之父拉塞福：鑪
105元素名取自俄羅斯的小鎮杜布納：𨧀
106以氧離子撞擊鉲合成：𨭎
107元素名取自物理學家波耳：𨨏
108和鋨的化學性質很像：𨭆
109以鐵離子撞擊鉍合成：䥑
110初次產生的鐽半衰期僅0.00017秒：鐽
111元素名取自發現X射線的倫琴：錀
112元素名取自提出日心說的哥白尼：鎶
113元素名取自「日本」：鉨
114以鈣離子衝撞鈽合成：鈇
115元素名取自美國莫斯科州：鏌
116以鈣離子撞擊鋦合成：鉝
117元素名取自美國田納西州：Ts
118元素名於2016年受到認定：Og
專欄 尚未獲得公認元素的序數命名法
專欄 探求新元素
元素名稱由來一覽表
參考文獻
照片提供
序／導讀
推薦序
元素以及它們的產地
國立清華大學生命科學系助理教授、泛科學專欄作者／黃貞祥
這本《看得到的化學──美麗的元素》讓我回想起中學和大學時，充滿好奇心的在化學實驗室裡上課的美好時光。化學元素反應產生的神奇變化，真是叫人目瞪口呆。
我們放眼所及的萬事萬物，無不由各種最基本的化學元素構成。化學元素之間鍵結的可能性，如天文數字般的數量，可能比宇宙所有的原子數都還多很多。
俄國科學家門得列夫在19世紀末，綜合科學家們的苦心研究，從看似雜亂無章的元素性質中，摸索出精妙無比的規律，製作出世界上第一份元素週期表──就是在化學教科書和實驗室中常見的元素週期表。他把化學元素按原子量的大小排序的同時，還把原子價相似的元素上下排成縱列，並據此預見了12種尚未發現的元素。
化學元素的差異在質子數。科學極富魅力，門得列夫一旦製作出元素週期表，就立刻展現出強大的預測力，讓科學家能按圖索驥的進行更多研究。就像一位原本用古地圖到叢林尋寶的探險家，找到的第一個寶物居然是高精確度的GPS，就像如虎添翼、如有神助。化學知識於是在過去百年有了爆炸性的成長，還深遠的影響近代物理學的發展。
即使沒有化學元素週期表，中西方的老祖宗也早已發現許多元素及化合物的多種用途，讓人類從石器時代演進至銅器乃至鐵器時代。人類之所以能如此不斷提升物質文明，是因為我們能高效的累積知識。然而，現代科學的濫觴，讓我們能更高效的發現元素的各種性質，並且合成各種化合物，使用在五花八門乃至千奇百怪的用途上。
有了元素週期表，科學家已無法滿足自然界已存在的化學元素研究，利用科學理論的計算和推導，科學家利用最頂尖、最先進的科學儀器設備，居然還能透過將兩種元素高速撞擊的方法，增大自然存在的元素原子核的質子數，達到增大原子序數的目的，於是製造出新的人工合成元素。
這種「逆天」的行為，迄今已製造出二十幾種人工合成元素，儘管它們均是半衰期，從幾年到只有數毫秒的不穩定放射性元素。不管存在時間有多短，科學家也都能突破極限，偵測到並研究它們的性質；有些在自然界中存量極其稀少的化學元素，科學家也能透過人工合成的方式產生，並且為它們找到合適的用途。
這本書用圖文並茂的方式，深入淺出的解說化學元素的主要知識，並讓我們同時見識到自然和科學之美。書中列舉的許多化學元素及它們的化合物等用途，雖然僅是所有人類科技知識的冰山一角而已，但足以讓人目眩神迷。真是感恩化學元素、讚嘆化學元素！
試閱
約莫150億年前，宇宙因大爆炸誕生，而最初生成的元素就是氫。氫不僅是占據全宇宙質量高達75％的最基本元素，地球上的含量也多得無止境。此外，氫是生命的必要元素，以氫離子或水等形式存在，在人體中也占體重的10％。
氫是無色的氣體，在所有元素中重量最輕，由於燃燒速度非常迅速，一旦和氧起激烈的反應，便會引發爆炸。例如，2011年日本福島第一核能發電廠的氫爆，就是因為核子反應爐內的氫氣漏出，導致建築物內的氫和氧反應而引起的事件。
附帶說明，「氫彈」和「氫爆」（按：氫氣與氧氣產生劇烈燃燒反應而爆炸）兩者指涉的現象有別。「氫彈」是指，將氫的穩定同位素重氫（deuterium，氘）、放射性同位素超重氫（tritium，氚）進行核融合反應，並從中引出巨大的能量。
大量存在於太陽系中，地球上卻很稀有──氦
氦是無色無味、隸屬第18族的惰性氣體元素。太陽系中占比約27％，僅次於氫。但氦在地球上由於重量過輕而飛往宇宙，因此含量極為稀少。再加上惰性氣體反應性低，故不存在天然化合物。
日常中的氦，幾乎都從天然氣中提取。而氦因為比空氣輕又不易燃，不像氫那樣容易爆炸，所以除了灌入飛船或氣球外，液態氦也會使用在磁振造影（Magnetic ResonanceImaging，簡稱MRI），或磁浮列車的超導磁鐵冷卻劑上。
另外，作為派對道具使用（混入氧氣）的氦氣罐，當人吸入一口後再開口，會發出高亢的聲音。這是因為聲音在氦氣中會傳達得比空氣快，使聲音的震動頻率提高所致。不過，要注意氦氣中是否混入氧氣，若吸入不含氧的氦氣，會導致肺缺氧。
1868年，在印度觀察日全蝕的法國天文學家皮埃爾．讓森（Pierre Jules César Janssen），發現太陽光中有未知的光譜。同一時期進行觀測的英國天文學家洛克爾與艾華．弗朗克蘭（Edward Frankland），也透過光譜分析得到相同事實，將這個新元素命名為氦。
比鐵還重的元素從哪裡來？元素的產生
地球表面因為七成被水覆蓋，而有「水之行星」之稱，實際上水僅占地球的體積不到0.7％。另一方面，鐵則占有地球三分之一的重量。如果從這個觀點來看，地球其實是「鐵之行星」。
鐵是宇宙中含量第九多的元素，相較之下含量比其他元素多。就如前面所述，因為鐵是從恆星的核融合反應而來，而且是最穩定的「最後元素」。
所謂恆星，即為由元素合成、如同核子反應爐般的東西。在高溫、高密度的環境下，其核融合反應持續進行，直到鐵出現為止。順帶一提，所謂「核融合」意指原子核之間因相互反應，產生比前項更重的元素的現象，而核分裂的狀況就完全相反。以太陽為例，氫發生變成氦的反應，其能量則成為日光。鐵之所以稱為最後的元素，是因為核融合期間質子和中子的結合力洽使其穩定，若有比這更多的質子，則會因電磁排斥力增強而不穩定。
那麼，自然界中那些比鐵還重的元素，例如金和鈾（原子序比鐵還後面的元素）是如何產生的？目前多認為是源自「超新星爆炸」。
所謂超新星爆炸，意指質量比太陽大8倍以上的恆星結束生命時，所引發的大爆炸。而大爆炸釋放出的能量，若來自於巨大的恆星，會龐大到相當於在數秒內釋放出數億年分的太陽能。有人認為在巨大壓力與熱能中釋放出的中子，因和鐵激烈碰撞，而產生比鐵還重的元素，截至92號的鈾為止。
然而，金、鉑和稀土元素又是如何合成出來的？更別說其他未知元素了。有一說認為這些元素，在R過程（r-process，r取自英語「快速」之意的rapid字首）中誕生，即為在爆炸後馬上捕獲中子一口氣合成出來的元素。中子星的合體則視為這種天體現象之一。不過，以上充其量為假說，期待這項假說未來獲得驗證。
雖然到鈾為止的元素是在星辰中產生，但另一方面，比鈾還重的元素（原子序93號以後的元素）由於放射性衰變的時期極短，幾乎無法在自然環境下確認。因此要利用粒子加速器或核子反應爐，以人工方式撞擊元素，引發核融合製作出來。
因電池需求使用量增加的輕巧金屬元素──鋰
鋰為鹼金屬，一旦沾水，很容易引起放出氫的激烈反應，也必須避免身體直接接觸。鋰在金屬中最輕，其密度甚至小到能浮在水面上。鋰礦包含鋰雲母、鋰輝石等，知名產地為智利的阿塔卡馬鹽沼，鋰含量約0.15％。此地的鋰蘊藏量占全球三分之一，若包含玻利維亞的烏尤尼鹽沼和阿根廷的林孔鹽沼，南美的鋰產量高達全球八成。
由於鋰燃燒時呈現深紅色的焰色反應，會跟其他也能展現焰色反應的鈉（黃色）、鉀（紫色）等，一起做成發射升天的煙火。另外，鋰也用於製成汽車用潤滑脂。而最貼近日常生活的用途，就屬「鋰離子電池」了。這種鋰離子在正極與負極間移動的充電電池，因為輕量加上充電效率高，能從中取得大量電能，故廣泛用於電腦、行動裝置、數位相機或電動車等。但鋰電池與蓄電池不同，其電解質中因含有機溶劑，一旦誤用或製造上出問題，容易出現異常發熱或起火事故。
雖然鋰對人體的作用不明，但化合物的碳酸鋰，以治療雙極性障礙（躁鬱症）的有效治療藥為人所知。
讓大地循環的營養素──氮
氮是空氣中含量高達78％的無色無味透明氣體，也是生命的必要元素。氨和硝酸等無機氮化合物，作為蛋白質和胺基酸等有機物構成成分，廣泛存在於地表上。而唯有與豆科植物共生的根瘤菌，能將大氣中的氮變成氮化合物，使生命體得以利用。
氮因不容易發生化學反應，成為防止食品氧化的充填物，或以約攝氏-196度低溫使氮液化成液態氮（liquid nitrogen）後，用來冷凍保存樣本。另外，氮的有機化合物硝化甘油（nitroglycerin）雖以火藥的原料聞名，但因能用於治療冠狀動脈，也能製成狹心症的治療藥。
引發國際衝突的炙熱焦點──稀有金屬與稀土元素
極受歡迎的家用遊戲機PlayStation 2（以下簡稱PS2）於2000年上市，只不過，鮮少有人知道這款遊戲機，曾在非洲中央的剛果民主共和國引發紛爭。究竟日本的遊戲機和非洲的紛爭有何關聯？
事實上，製造PS2電子電路的電容器和積體電路時需要的稀有金屬，必須從剛果民主共和國進口。該國擁有豐富的銅、鈷、鑽石和石油等資源，而鉭鐵礦石是鉭鐵礦（tantalite）和鈮鐵礦（columbite）的總稱，又名鈳鉭鐵礦。鈳鉭鐵礦的需求量在PS2發行後急速上升，由於產量不足導致價格上漲。接著，政府與反政府勢力開始爭奪出產鈳鉭鐵礦的礦山，最後引發衝突。
稀有金屬是手機、電腦、複合動力車零件和太陽能電池等，高科技產業不可或缺的金屬，而其流通量少到正如其名。
另外，稀有金屬的產地若位在政治不安定的國家或地區，常常發生爭奪利益的衝突。由於出售礦產的獲利能作為武裝勢力的活動資金，某些情況下會引發進一步衝突。這種成為爭端原因的礦物就稱作「衝突礦產」（Conflict minerals）。舉例來說，除了鉭、鎢、錫、金，還有祕魯里約布蘭科（祕魯北部高山區）的銅和鉬、新喀里多尼亞的鎳、尚比亞的鈷等，都屬於衝突礦產。
衝突礦產和同為紛爭源的鑽石，目前都是全球關注的問題。由於換購手機或電腦等於助長這個世界的紛爭，而且有越來越多人呼籲，應限制購買紛爭國的稀有金屬。為此，獎勵回收不再使用的手機和電腦、從產品中回收稀有金屬再利用，皆被致力推廣。然而，至今還是有採購來源不明的資源被拿來利用。
稀有金屬中，釔和鑭系元素等17種元素稱作稀土元素，對於電子產品的小型化和性能提升來說不可或缺。至於蘊藏量並非指字面上的「稀有」，而是因為化學性質相近，故分類和煉製要花不少工夫。其生產量95％來自於中國，美國為第一大的進口國、日本第二。
這些資源一旦價格上漲或實行出口限制，就會直接反映到全球產業和經濟上。為了確保供給穩定，需要配合回收技術研究、開拓新供給
葉綠素的主要成分──鎂
鎂在高溫下是可燃的銀白色金屬，以往相機的閃光燈會用帶狀或線狀的鎂，當作發光材料。鎂具延展性，反應性不高。地殼中的含量僅次於鋁和鐵，除了工業用途的菱鎂礦、白雲石和橄欖岩（olivine）等礦石外，鎂也能以離子形式從海水中提取。
鎂的應用主要為合金，因為不吸熱且堅硬輕巧，所以會用於手機、遊戲機、電腦機殼等。鎂鋁鋅的合金既輕量、強度又高，常用來製成釣魚用的捲線器。
日常生活中，製作豆腐用的凝固劑之一「鹽滷」，其主成分就是氯化鎂。而粉狀碳酸鎂除了作為重量訓練和體操用的止滑粉外，也能做成瀉劑。此外，飲用水的「硬水」，意指水中的鈣、鎂離子含量很高。
大自然中，葉綠素之中也含有鎂。植物行光合作用時，會把二氧化碳和水製造成碳水化合物，而鎂是此過程中不可或缺的元素。一旦欠缺鎂，葉子無法維持葉綠素，就會轉黃。對人體來說鎂也是必要元素，故廣泛應用於食品、藥品、飼料和肥料等。
硫酸的原料──硫
想必有人一聽到硫，就會先想到溫泉的臭味，但其實純的硫沒有臭味，那種獨特的臭味是來自於硫化氫化合物。雖然火山噴氣口附著了許多黃色硫晶體，但在工業上也會以提煉石油的次要產物（二氧化硫）獲得。
硫的代表性化合物有毒性很強的「硫化氫」和「二氧化硫」（亞硫酸氣體）。另一方面，硫能大幅提升天然橡膠的品質。在天然橡膠中添加碳會增加強度；添加硫則能增加彈性。目前硫元素最主要的用途，就是製造硫酸。對生命體來說，構成蛋白質的胺基酸中也含有硫。
食鹽和鹽酸的源頭──氯
氯的反應性大，自然中以氯化鈉等化合物形式存在，而純氯則是有刺激性臭味的有毒氣體。第一次世界大戰時，德軍首度用來作為毒氣化學武器，造成數千名法國士兵死亡。日常中，氯系漂白劑萬一和酸性物質摻合，會產生危險的氯氣；塑膠材料的聚氯乙烯燃燒後，會產生有毒的氯化合物「戴奧辛」。
氯有強烈的殺菌力和氧化作用，常作為漂白劑和游泳池消毒劑，自來水中也含有微量的消毒用氯。此外，對人體的細胞、胃酸等體液來說，也是必要元素。
礦物質能救人也能害人？生物的必要元素
古代哲學有一派認為人體是宇宙的縮圖。相對於宇宙的宏觀，人體則是微觀，亦即小宇宙。地球上存在的主要元素，人體內幾乎都有。
最有意思的是人體、地殼與海水，各自的構成元素都很相似。雖然生命體不可或缺的碳、氮和磷在海水中的含量不算多，但氫、氧、鈣、硫、鈉、鉀、氯和鎂，則為人體與海水的共通元素。這也是支持「生命是從海水演化而來」的有力論據，人體本身便乘載了地球的歷史軌跡。
前面列舉的11種元素，在人體組成中約占99.8％，故稱為必需定量元素。不過，光是這些元素，無法維持人體的生命與健康。剩下0.2％的微量元素與超微量元素，也是維持生命機能極為重要的角色。
微量元素有鐵、氟、矽、鋅、銣、鍶、鉛、錳和銅。超微量元素則有鋁、鎘、錫、鋇、汞、硒、碘、鉬、鎳、硼、鉻、砷、鈷、釩等。
微量與超微量元素中有9種必需元素（鐵、鋅、錳、銅、碘、硒、鉻、鉬、鈷），對於維持生命、生命體發育、正常生理機能來說不可或缺。
微量元素能維持和調解生物體內的平衡，使代謝機能和生理機能正常運作。可是，一旦特定元素過剩或欠缺，就會引起某種機能障礙。例如，缺鐵會導致貧血。
必需定量元素與必需微量元素中，扣除氫、碳、氮和氧之外的元素，在營養學中稱作「礦物質」，人們可利用這些礦物質各自的元素特性，作為醫療用品或營養補充品的原料。據說日本人之所以好發高血壓，就是因為調味料中的鹽分偏多，導致鈉攝取量過高所致。另一方面，慢性的鈣攝取不足，也成為骨質疏鬆症的原因。
有意思的是，必需元素中也包含汞、鉛、硒等有毒元素。當體內有超過一定的量，生物體會試圖將之當成多餘元素排出，但若攝取量超過生物體所能排出的速度，就會顯現出元素的毒性。礦物質也一樣，不論對身體而言有多重要，都應均衡且適量的攝取為佳。
強度高、耐腐蝕性、耐熱性──鈦
鈦在地殼中的含量排名第十。存於金紅石和鈦鐵礦等礦物中，大部分開採到的都是氧化鈦。產量雖多但很難精煉，因此價格高昂。以承重度來說強度最高，加上耐高溫、耐腐蝕性，是飛機、建材不可或缺的材料。
鈦常應用在高爾夫球桿、電腦機殼、白色顏料等。一般認為鈦不容易被人體排斥，故用於製作人工關節，加上有隔離紫外線的作用，所以也會用於防晒乳或化妝品。有一項日本研發的技術「光觸媒」效應（本多－藤嶋效應），能使二氧化鈦透過水吸收光（紫外線），來分解汙染物質（按：因環保實用而受注目）。
應用於煉鐵和電池上──錳
錳最廣為人知的用途就是乾電池，而容量大的鹼性電池等，則利用二氧化錳在正極受電。錳本身為銀白色金屬，雖然比鐵硬，但質地較脆。
地殼的過渡金屬中，錳含量排名第三。深海海底有由錳、鐵、鎳混合而成的錳結核（manganese nodule）。此外，也能從錳礦中取得，日本二戰前為了製作乾電池而在各地礦山開採錳，這些礦場一直運作到1980年代為止。
錳合金因為具延展性且耐衝擊力強，故應用於鐵軌和電線上。然而，錳最大的用途是利用錳和鐵的合金「錳鐵」，作為煉鐵時的去氧劑以及去硫劑。
作為人體的必要元素，錳具有促進骨骼生長、幫助血液凝固、促進消化等功能。富含錳的食品有蛋、堅果、橄欖油等，一旦攝取不足會造成成長異常、糖尿病、生殖能力下降等狀況。只不過，據說若過度曝露於精煉錳礦的環境中，很容易引起頭痛、關節痛、精神錯亂、平衡感障礙、抑鬱狀態等症狀。
當大自然的平衡遭到破壞時──環境汙染與有毒元素
對人體有害的元素，便稱作有毒元素。日常中的有毒元素有砷、鉛和汞。這些元素大都為重金屬（密度較大的金屬），意指鹼金屬、鹼土金屬以外的金屬元素。日本的食品衛生管理法中，除了前述三個金屬元素外，也將鋅、銻、鎘、錫、硒、銅、鉻，列為有害金屬管制（其中硒非金屬）。
實際上成為環境汙染物質的元素，多為重金屬中的鎘、汞、鈾和銅。即便這些物質的毒性早已為人所知，但日本在高度經濟成長時期，以生產為優先考量的情況下，幾乎沒人管理重金屬的處理方式。就算工廠排放汙水，人們也覺得流到河川或海裡就會被稀釋。
1910至1970年代前期，常發生在富山縣神通川流域的「痛痛病」就是一例，這是從岐阜縣神岡礦山排放的含鎘廢水所引發的公害病。受汙染的水流進水田中，當地人持續食用水田產出的蔬菜、穀物後，鎘的毒性就引發腎小管損傷和軟骨病。
另於1950年代，在熊本縣水俣市發生的「水俣病」，起因為一間名為chisso的化工公司，將含有甲基汞（methyl mercury）的未處理汙水大量排放入海所致。該公司認為只要將汙水排入海中就會被稀釋，但事實上汙水會進入海洋生物體內，經過反覆食物鏈的累積後，反而濃縮了其毒性。
在現代的大規模生產型工業社會，原本在大自然中維持平衡的元素比例，經常面臨遭受破壞的危險。這不僅是單一地區的問題，而是全球的課題。過去作為冰箱等的冷媒而大量生產的氟氯碳化物，因證實會破壞讓地球隔絕有害紫外線的臭氧層，如今幾乎所有國家都禁止使用。
另一方面，人類也研究核能發電或核武等技術，使用對環境負荷極大的高放射性物質。像鈽239和銫137這種放射性物質，就屬於毒性極強的元素。只不過，其作用方式和平常的重金屬不同。
重金屬的毒是透過分子層級的化學反應引起。相較之下，放射性物質會以輻射直接妨礙細胞DNA的分子或原子結合，容易導致基因異常或癌症等病症發生。由於放射性物質中的輻射無法透過化學性手段去除，只能任由放射性衰變持續，衰變期間輻射也會不斷放出。放射性物質根本是麻煩的毒害。
有殺菌效果的貴金屬──銀
銀自古即作為貨幣和飾品使用，約莫五千多年前的美索不達米亞文明遺跡中，便有留下銀製飾品。另外，大約7世紀時，人們發現從硫化礦物方鉛礦（galena）的雜質中，分離出銀的方法。
銀最大的特點，便是其導電性與可見光的反射率，為所有金屬中最高的。其次，銀擁有僅次於金的延展性，1公克的銀能拉長到2,000公尺的程度。不過，由於銀很容易氧化，並和空氣中的硫反應而變黑，幾乎很少像金一樣應用在電子儀器上。另一方面，據說古時候使用銀製食器，就是利用其變色性質，偵測食物中是否混入硫化砷（arsenic sulfide）等毒物。
到了近代，銀則用來作為照片的感光材料。這是利用了底片上的感光乳劑，所含的溴化銀或碘化銀化合物受光照射後，會還原出銀粒子的性質。早期的電影會將銀塗在投影幕上，故至今仍以「銀幕」稱呼。
進入20世紀後，人們發現銀離子有殺菌效果，故將銀製成抗菌劑或殺菌劑。加上銀不像汞或鉛有強烈毒性，今後可能更廣泛的活用於醫療領域上。
液晶顯示器必備的稀有金屬──銦
銦為銀白色的金屬，是半導體產業中必備的稀有金屬。特別是與錫的氧化物（氧化銦錫），被當作「透明電極」，用於液晶或電漿的平面顯示器上。一般而言，能導電的金屬無法透光、能透光的玻璃無法通電，不過銦氧化物兩者皆可辦到。
日本過去曾為銦的最大生產國，但隨著資源枯竭，北海道的豐羽礦山於2006年停止開採，目前朝回收廢料及中古物品的方向進行。中國是目前最大的生產國，銦的價格也因全球的液晶顯示器需求提升而飆高。
廣泛應用於合金和電鍍的穩定素材──錫
錫為銀白色的金屬。因為容易加工而用於合金或防蝕鍍膜方面，特別是與銅的合金「青銅」更是人類最早使用的金屬之一。其他還有為了防腐蝕，將錫鍍在鋼上的「馬口鐵」；而錫鉛合金的熔點低，能作為軟焊的材料；還有主成分為錫的「白鑞」（錫銻銅或錫鉛合金）用途也很廣泛。
錫之所以自古受到廣泛利用，和其毒性低也有關係。只不過，相對於毒性低的無機錫化合物，有機錫化合物則毒性強烈。因此，目前所有船舶都禁用含有機錫化合物的塗料。
何謂衰變的「不穩定性元素」？放射性元素
提到放射性元素，或許會先想到一些諸如鈾、鈽等比較特別的元素。不過，日常生活中也有不少元素會釋放微量輻射。組成人體重要成分──蛋白質的氫、碳、氮、氧、磷，也都存在會釋出輻射的原子核（放射性同位素）。
例如大氣中的碳，其中約99％為碳12（6個質子和6個中子組成），剩下約1％為碳13（6個質子和7個中子組成），但其中也包含約兆分之一的碳14（6個質子和8個中子組成）。碳12至碳14屬於同一個原子序下的元素，這些中子數量不同的原子稱為同位素，而碳14則是碳的放射性同位素。
元素大致可區分成「穩定」與「不穩定」兩種。穩定同位素的原子核，因能量穩定為半永久性存在。
另一方面，不穩定的原子核則是放射性同位素，原子核會隨著時間釋放α射線或電子等輻射而產生衰變，進而變成其他原子核。原子核釋放輻射，輻射強度衰變到剩下一半為止的期間，稱作「半衰期」。半衰期取決於放射性同位素的種類，有可能在一瞬間就衰變，也有像鉍一樣，比地球年齡還長的狀況。
前面列舉的碳14，其半衰期約有5,730年，故可用於定年法測定。所有生物都透過二氧化碳，在體內維持一定比率的碳14，直到死後才停止呼吸。因此，這個活動停止後，碳14開始衰變成為氮14，所以只要確認遺骸含有的碳14比率，便能得知其生命大致的存在期間。
再者，也有如鉀40這種透過食品被身體吸收的放射性同位素。由於量少到可以忽略，且多虧身體能維持一定的恆定性，所以不到危害健康的程度。
廣義而言，只有像鈾或鈽這種並非穩定同位素，僅有放射性同位素的元素才歸入放射性元素。特別是鎝、鉕，以及週期表上錼之後的所有元素，皆是由粒子加速器或核子反應爐合成出來的人工放射性元素。
2011年發生的福島第一核電廠事故，當時有31種放射性同位素被大量釋放到大氣中。其中光是銫137的半衰期就大約30年，至今仍長久停留於土壤與海洋中，並釋放輻射。
表示一秒時間的基準──銫
銫是反應性極高的鹼金屬，只要少量的水就會引發爆炸。銫作為資源，主要來自鋰雲母的次要產物。發明光譜儀的德國化學家本生和克希荷夫，根據從礦水中得到的銫光譜為藍色，而以拉丁語的「天空藍」（caesius）命名。
銫有39個同位素，唯一的穩定同位素銫133就應用於原子鐘。然而放射性同位素的銫137和銫134，兩者和福島核災後飛散的放射物同為核分裂的產物。尤其是銫137的半衰期約30年，萬一進入人體，恐遭受內部輻射曝晒。
解開恐龍滅絕之謎的線索──銥
銥為最耐腐蝕又堅硬的金屬，密度之大僅次於鋨，地球上含量極為稀少。銥與鉑等金屬製成的合金非常耐磨耗和腐蝕，因而應用於鋼筆的筆尖。銥與銠的合金則因耐熱性很高，而用於汽車引擎的火星塞。
由於在6,600萬年前的地層（K-Pg邊界，即白堊紀與古近紀邊界）中發現大量銥，故這項元素被視為印證地球因小行星撞擊，而使恐龍大量滅絕的線索。再加上銥多半含於隕石中，因此地球當時之所以發生大規模變動，應該也和小行星的墜落有關。
能在極低溫下成為超導體──鉍
鉍為銀白色的柔軟類金屬。因為性質和鉛相似，成為取代鉛的材料，用於焊料、槍彈、釣魚用鉛錘等。鉍以液態氮冷卻後成為零電阻的「超導體」，而以此受到注目，日本JR磁浮列車（SCMaglev）的山梨實驗線，就使用以氧化鉍鍶鈣銅的高溫超導體（BSCCO）為線材的磁浮列車用超導磁鐵。
含鉍的易熔合金（伍氏合金）會在攝氏70度融化，被應用於自動消防灑水器的噴頭上，萬一遇上火災，當周圍的溫度超過攝氏70度時，就會使合金融化、噴灑出水。鉍化合物也對腹瀉有效，用以製成治療胃潰瘍或十二指腸潰瘍等的藥劑。
對化學發展有所貢獻的科學家們──元素的發現史
17世紀的歐洲，即便有波以耳透過實驗與觀察，建立起近代化學的基礎，但當時系統性的化學知識仍然不夠充分。例如，當時的人甚至認為一切物質都含有稱作燃素（Phlogiston）的物質，而所謂物質燃燒，就是釋放燃素的神祕過程。
進入18世紀後，才由拉瓦節創建出真正意義上的近代化學。研究空氣的拉瓦節，發現化學反應基本法則的「質量守恆定律」，他注意到所謂燃燒，並非指失去燃素的現象，而是物質與氧結合後產生的化學反應。雖然拉瓦節死在法國大革命的斷頭臺上，但他提倡的「元素」概念，使化學展開飛躍性的發展。
18世紀後半，除了發現空氣的主要組成要素氫、氮、氧外，礦業與冶金學的關係日益加深，並相繼發現存在於地殼中的豐富金屬元素。只不過，從化合物中分離出純物質元素的方法，卻不得不等到活躍於19世紀初的戴維才有所進展。
戴維利用伏特於1800年發明的電池來電解化合物，成功分離出屬於鹼金屬的鈉和鉀。之後更進一步發現鈣、鎂、鋇、硼，證明物質的化學反應和電力有關。
1859年，德國化學家本生和克希荷夫發明光譜儀，讓人們透過觀察焰色反應、光譜，相繼檢測出惰性氣體等從前難以發現的元素。另外，英國化學家道耳頓發表世界第一個化學符號，同時還加入原子的質量概念。更甚者，隨著俄羅斯科學家門得列夫提倡的週期表概念廣泛流傳，加快以系統性記述和預測為基準的元素研究。
19世紀末，法國的居禮夫婦開始關注從鈾化合物中釋放出類似Ｘ射線的強烈光線。他們隨後發現，含釷的化合物也會輻射出同樣的光線，並將元素這種放射的性質命名為「放射性」；而有放射性的元素則為「放射性元素」。1898年，從鈾礦中發現釙和鐳的當時，人們並不清楚輻射對人體的影響，而長期接觸放射性物質的瑪麗．居禮因此受到輻射危害，68歲時死於白血病。
19世紀為止，已發現大部分存在於大自然的近九十種元素。20世紀以後，科學家開始合成無法在大自然發現的人工合成元素。
最後一個在自然界中發現的放射性元素──鍅
在法國擔任瑪麗．居禮助手的瑪格麗特．佩里，1939年時從錒的衰變產物中發現屬於鹼金屬的鍅，並以其祖國法國為命名依據。鍅在地殼中的存量非常少，鈾礦中的含量也很稀少。鍅是最後一個在大自然中發現的放射性元素，其後發現的元素均由人工合成。
鍅雖然有超過30種的同位素，但沒有穩定同位素，而且每一個半衰期都很短，其中最長的也只有約22分鐘，然後馬上就會變成鐳等其他元素。此外，目前還沒有商業實用性用途，而是在基本粒子物理學領域中，用於實驗方面。
付出生命換來的發現──鐳
居禮夫婦發現釙後，在1898年接著發現新的放射性元素鐳。兩人留意到去除釙的鈾礦，竟然釋放出更強烈的輻射，因此合力弄清楚元素的真面目，終於發現這個光敏作用超過鈾250萬倍的元素──鐳。可惜瑪麗．居禮因長年暴露於輻射中，最後罹患白血病過世（她的學生、發現鍅的佩里也死於癌症）。
鐳過去曾用於放射性治療，但現在因為明白其危險性已不再使用，而改用鈷60等輻射源來治療癌症。
用於核能發電與核彈的放射性元素──鈾
1789年德國化學家克拉普羅特，從方鈾礦中發現金屬元素鈾，命名取自1781年發現的「天王星」（Uranus）。鈾除了地殼中的鈾礦，也有極微量存在於海水中。
鈾礦中微量的鈾235，當中子撞擊其原子核時，會引發核分裂，進而釋放能量。所謂核能發電，就是在核子反應爐中，持續性的控制核分裂反應來發電。另一方面，核彈則以濃縮鈾235進行核分裂鏈反應（nuclear fission chain reaction），並在一瞬間釋放出龐大的能量。1945年在廣島投下的就是鈾235型原子彈。
21世紀的鍊金術──探求新元素
化學的英語「Chemistry」，來自於原本表示鍊金術的「alchemy」。古代的鍊金術師以將卑金屬（base metal，金、銀等貴金屬以外的金屬）變成金為目標。眾所皆知，當時的鍊金術雖然煉製不出金，卻推展了對物質的性質研究，奠定當今的化學基礎。
現在拜粒子加速器所賜，得以進行核轉變（nuclear transmutation），使「鍊金術」不再是天方夜譚，例如，若以粒子加速器撞擊汞和鈹就能產生金。可惜與黃金價格相較下，這種製造方式的成本過於龐大，目前為止沒有實用性。
不過，在合成比金稀少的人工合成元素上，這場「發現競爭」十分激烈。而理化學研究所發現的鉨（Nh），就是這場競爭下為日本帶來的一個好消息。
原子序113號的新元素「鉨」，在2016年11月確認命名。然而，這條成功命名的道路十分漫長。
1984年起，科學家開始合成鑪（Rf）以後的「超重元素」。藉由粒子加速器來加速離子束撞擊目標原子，引發核融合，進而合成出新元素。不過，由於原子序越大，持正電荷的質子會互相排斥，故必須極快速的撞擊原子核。後來引進重離子直線加速器「RILAC」改善離子束的強度，終於在2004年，加速原子序30號的鋅原子核，撞擊原子序83號的鉍，確定合成出113號元素。
直到2012年為止，成功合成的「鉨」共三個，其實這也是歷經400兆次反覆撞擊實驗才有的成果。「鉨」的半衰期約千分之二秒，最初是在測定偵檢器（detector）內的α衰變次數時，確認元素的存在。由於三個鉨當中，最初的兩個衰變後自發裂變成（Db），故當時對其存在尚有疑問。畢竟（Db）若非在一定機率下自發裂變，不然就應該在α衰變後變成鐒（Lr，甚至鍆［Md］）。最後在2012年，確認合成的第三個元素變成鍆（Md）後，由日本的理化學研究所獲得命名權，第一個和日本有關的元素終於誕生。
不過，週期表並非止於第七週期，原子序119號以後的合成實驗正持續進行中。研究者的目標之一，便是第126號的「Unbihexium」。質子數或中子數為126時，在量子力學上被視為容易穩定的數（Magic Number，魔數），故這個元素相較之下，可能有持續數分鐘以上、較長的半衰期。
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