探究式思考
从实验现象到性质再到变化的思考逻辑
化学是解释型学科。
原子
原子核和原子体积相差巨大，电子在原子中占据壳层。
而shell又包括多个不同能量的subshell（由同一能量的三维空间组(orbit)成），每个空间包含一个电子对。
所以可以解释最外层电子数<=8。
1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)4s(2)3d(10)4p(6)
最外层电子是最外的壳层，填充是根据能量从小到大。
同时，原子核带正电，电子带负电。
所以最外层电子数增加，电子层数不变会导致原子变小。
电子层数增加（effective nuclear charge remains constant）会导致原子变大。
effective nuclear charge is a measure of the attractive force felt by the valence shell electrons to the nucleus.
我们可以按照periodic table把元素分成metal,metalloids,non-metal
根据的是反应的不同：
metal中反应最剧烈的是francium
non-metal中则是fluorine
transition metal 的核电荷高，半径小，有空的d轨道和自由的d电子，它们容易接受配位体的电子对，又容易将d电子反馈给配位体。因此，它们都能形成稳定的配合物。
同时别的性质也可以从上得出。
分子
首先根据原子吸引其它原子电子的能力可以定义electronegativity,
然后，就有 non-polar bond, polar bond, ionic bond 形成。
根据分子结构，可以判断分子是polar还是non-polar的。
non-polar分子也可能因为temporary dipoles产生dispersion force。
而polar分子则有dipole-dipole force.
因为h分子电子都被吸引到别处了，所以和N/O/F且有non-bonding pair of electron产生的d-d force 特别强，称为hydrogen bonding.
这些力的大小也可以根据分子判断。
结构
晶体，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。
包括 covalent network lattice,covalent layer lattice
还有metal原子的metallic bonding metal
有四种主要的晶体键。
离子晶体由正离子和负离子构成，靠不同电荷之间的引力（离子键）结合在一起。氯化钠是离子晶体的一例。原子晶体（共价晶体）的原子或分子共享它们的价电子（共价键）。钻石、锗和硅是重要的共价晶体。
金属晶体是金属的原子变为离子，被自由的价电子所包围，它们能够容易地从一个原子运动到另一个原子，可形象的描述为沉浸在自由电子的海洋里（金属键）。当这些电子全在同一方向运动时，它们的运动称为电流。分子晶体的分子完全不分享它们的电子。它们的结合是由于从分子的一端到另一端电场有微小的变动。因为这个结合力很弱（范德华力和氢键），这些晶体在很低的温度下就熔化，且硬度极低。典型的分子结晶如固态氧和冰。
非晶体是指结构无序或者近程有序而长程无序的物质，组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点，所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。玻璃体是典型的非晶体，所以非晶态又称为玻璃态。重要的玻璃体物质有：氧化物玻璃、金属玻璃、非晶半导体和高分子化合物。
非晶体没有固定的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后由稠逐渐变稀，成为流体，具有一定的熔点是一切晶体的宏观特性，也是晶体和非晶体的主要区别。
离子键
离子键属于化学键，大多数的盐，由碱金属或碱土金属形成的键，活泼金属氧化物都有离子键。含有离子键的化合物称为离子化合物。离子键与物体的熔沸点和硬度有关。
离子键又被称为盐键，是化学键的一种，通过两个或多个原子或化学基团失去或获得电子而成为离子后形成。带相反电荷的原子或基团之间存在静电吸引力，两个带相反电荷的原子或基团靠近时，周围水分子被释放为自由水中，带负电和带正电的原子或基团之间产生的静电吸引力以形成离子键。
此类化学键往往在金属与非金属间形成。失去电子的往往是金属元素的原子，而获得电子的往往是非金属元素的原子。带有相反电荷的离子因电磁力而相互吸引，从而形成化学键。离子键较氢键强，其强度与共价键接近。
成键微粒：阴离子和阳离子 [1]；
键的本质：阴离子和阳离子之间的静电作用；
影响因素：阴阳离子的半径的大小半径越大离子键越小；阴阳离子电荷的多少 [2]；
电子式：在元素符号周围用“· ”或“×”来表示原子最外层电子的式子 [1]。
性质
离子键的作用力强，无饱和性，无方向性。
离子键存在于离子化合物中，离子化合物在室温下是以晶体形式存在。
离子键较氢键强，其强度与共价键接近。
阴阳离子是否中和
也许有人会问，阴阳离子结合在一起，彼此电荷是否中和呢？钠离子和氯离子之间除了有静电相互吸引作用外，还有电子与电子，原子核与原子核之间的相互排斥作用。当两种离子接近到某一定距离时，吸引与排斥达到了平衡，于是阴阳离子之间就形成了稳定的化学键。所以，所谓阴阳离子电荷相互中和的现象是不会发生的。
形成
当元素周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时，前者失去最外层价电子变成带正电荷的正离子，后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。正离子和负离子由静电引力相互吸引；同时当它们十分接近时发生排斥，引力和斥力相等即形成稳定的离子键。
色谱法
色谱分析有两个要素——流动相和固定相。在流动相从固定相的一端流到另一端的过程中，加在固定相起始端的溶质随流动相流动，并在流动相和固定相之间来回转移。不同的溶质与这两相的亲和力大小不同，溶质的移动速度也不同，因而得到分离。固定相一般是固体，也可以是固体上附着液体；流动相是液体或气体。
