1．化学元素和化合物

       化学元素是指有相同核电荷（即质子数）的原子的总称。元素有以下属性：（1）一种元素在周期表内有一个确定的位置和相应的序号（称为原子序）；（2）在一定条件下可以失去或得到电子而成为此元素的荷电原子；（3）一种元素可以存在若干同位素，它们有相同的化学性质，在周期表中拥有相同的位置和序号，原子内的电子结构也相同，但是，原子核内的中子数不相等。元素周期律和原子内部结构的确立，使元素的概念有了更明确的定义。至2008年，已发现元素达117种。其中，94种是天然地存在于地球上的，80种元素有稳定同位素，原子序大于82的元素都具有放射性，而43号元素锝和61号元素钷无稳定同位素。从第95号元素起是人工合成的。由于化学涉及的对象是在原子、分子层次的物质世界，所以有关亚原子的粒子，如中子、电子、介子、中微子、光子等都不属于化学元素。

       由一种元素的原子组成的化学物种称为单质，如H2、O2、N2、S8等分子以及硫黄、白磷、金、银、铜等纯金属都是单质。

       化合物是指由两种或两种以上元素的原子所组成的纯净物质，如H2O、NaCl、CH3CH2OH等。一般可分两类：（1）计量化合物，例如水H2O，其分子由2个氢原子和1个氧原子组成，这类化合物都有恒定的组成和性质；（2）非计量化合物，例如铜铝合金CuAlx，其中x大致为2，可在某范围内变动。这类化合物的性质随组成变动而在一定范围内变化。迄今为止人类已经合成和分离出3000多万种化合物。

2．化学元素周期表和元素的分族

       化学元素周期表在化学书籍中大多简称为元素周期表。它是根据元素的原子序数的大小次序（早期门捷列夫是根据元素的原子量的大小）和元素的性质排列形成的一个表。元素周期表共分7个周期，18个族。族的记号有两种：一是用1－18的阿拉伯数字标明，它是国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）推荐使用新的族次记号。二是按主族或副族进行分族，用罗马数字加英文字母A和B标出，ⅠA－ⅧA为主族元素，ⅠB－ⅧB为副族元素。ⅧB族对应着IUPAC分族法用阿拉伯数字标明的8，9，10三个族。每族元素的外层能级的电子组态相似，因此它们的化学性质也相似。

       对元素的分族和分类还有一些通用名称，例如：

       碱金属元素：指第1族或第ⅠA族元素，包括锂、钠、钾、铷、铯、钫。

       碱土金属元素：指第2族或ⅡA族元素，包括铍、镁、钙、锶、钡、镭。

       镧系元素：指第3族或ⅢB族中第六周期原子序数为57－71的15个元素，它们是：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，有时用Ln记号代表镧系元素。

       铂族金属元素：指ⅧB族（或第8，9，10族）第五、六两个周期的6个元素：钌、铑、钯、锇、铱、铂。

       货币金属元素：指第11族即ⅠB族中第四、五、六周期的3个元素，铜、银、金。

       卤族元素：简称卤素，指第17族即ⅦA族元素的总称，它包括氟、氯、溴、碘、砹。

       稀有气体元素（又称惰性气体元素）：指第18族或ⅧA族元素，氦、氖、氩、氪、氙、氡。

       稀土金属元素：简称稀土元素或稀土。它是包括钪、钇和镧系元素共17种元素的总称，有时用RE记号代表稀土金属元素。我国北方的内蒙中部地区，和南方的五岭山脉为中心从东边的福建，经江西、湖南、广东、广西，到贵州等地区均蕴藏有稀土矿，按世界上已探明的蕴藏量我国占近40％。我国在开采稀土矿石、分离提纯技术和开发应用研究均处于世界前列。在当前世界稀土原料市场上主要是我国输出的产品。

       稀土是21世纪最重要的战略物资之一。这源于它们的原子结构的价层中有许多半充满轨道和空轨道，它们的电子组态可写作如下：

由于这种电子组态，稀土元素在化学性质和物理性质上具有非常优异的光、电、磁、催化等特有的功能。稀土是发展高新技术在能源、超导、信息、发光、激光、生化、催化等领域所必需的基础原材料。例如，发展风力发电和太阳能发电、制造高温超导体、制造无碳排放的新能源汽车、制造用于石油炼制的高效催化剂、制造节能的灯泡和固体发光材料等都离不开稀土元素。随着高新技术的发展，稀土的重要性日益增加。

       由于稀土元素外层电子结构相似，分离和生产单一稀土元素较困难，成本仍较高，稀土的化学内容极为丰富，稀土元素的性质、功能和应用前景极为广阔，这些因素使得未来在高新技术发展的同时，对稀土元素的科学研究工作成为未来化学的重要内容之一。另外，要从可持续发展的高度关注稀土资源的过度开采、消耗和输出。当前美、俄等蕴藏丰富稀土矿的大国，基本上没有进行开采。要注意防止过不了多长时间我国反而高价从国外进口稀土原料和产品的情况出现。