第一部 定位：列與列，欄與欄
第一章 地理位置決定一切
氦、硼、銻、銩、氧、鈥

大多數人一想到週期表，腦海裡就會浮現高中化學教室牆上懸掛的一張大圖表，裡面有一堆不對稱的欄與列，從老師的肩上冒出來。這張圖表通常很大，六呎乘四呎左右，的確大得嚇人，但是也頗符合它在化學上的份量。全班第一次看到它，是在九月初開學的時候；但直到隔年五月，它還是主角，而且考試的時候你大可以去查上面的科學資料，這點與一般筆記或教科書大不相同。當然，你可能還記得，週期表最令你氣餒的部分原因也在這裡：儘管它任君查看，是一張超大的合法小抄，但是對你的考試成績卻幾乎幫不上一點忙。

就某方面來說，週期表似乎很有條理，也很精準，簡直就像是德國人設計的科學用途最大化圖表。但就另一方面來說，它卻又這麼地雜亂，充斥著長串數字、縮寫符號，以及一堆活像電腦亂碼的東西（[Xe]6s24f15d1），讓人看了想不焦慮都難。而且，雖然週期表與其他科學（例如生物學與物理學）顯然也有關連，可是又不清楚關係到底在哪裡。而最讓一般學生氣惱的，恐怕是那些週期表達人了，他們真的＃曉得＃週期表是怎麼回事，信手拈來就能從中看出諸多事實。這種氣惱，想必就像色盲的人看到別人有辦法從雜色斑點圖裡辨認出數字──那些關鍵但隱藏的資料，展現的方式從來就沒有連貫性。對週期表的回憶，往往讓人五味雜陳：迷人，喜愛，自卑，以及憎惡。

在教導週期表之前，所有老師都應該先把上頭雜七雜八的符號和數字拿掉，讓學生看看空白的週期表。

它看起來像什麼？有點像一座主城牆不夠平的城堡，彷彿皇宮裡的石匠尚未完工，還剩下左邊城牆以及兩端高聳的塔樓。它共有十八個高低不等的欄，以及七個水平方向的列，再加上最底部的兩行「飛機跑道」。這座城堡是由「磚塊」砌成的，而週期表第一樁從外表看不出來的事實就是，它的磚塊完全不能互換。每一塊磚塊就是一個＃元素＃，或說是一種物質（目前表上有一百一十二個已知元素，另外還有幾個位置尚未確定），任何磚塊如果沒有確切待在它的崗位上，整座城堡就會崩塌。這話一點都不誇張：如果科學家不知怎的，決定把某個元素放到另一個位置上，或是把兩個元素互換，整座大廈都會倒塌。

這座城堡在建築上還有另一個罕見之處：不同的區域，由不同的材料打造。也就是說，這些磚塊的材質不盡相同，而且特性也不盡相同。百分之七十五的磚塊為金屬材質，意思是說，它們都是冷冰冰的灰色固體，至少在人類習慣的溫度下是如此。城堡最東邊有幾欄裡頭有氣體。但在室溫下，只有兩種元素是液體，汞與溴。在金屬與氣體之間，差不多位在相當於美國地圖肯塔基州的地方，還有一些很難介定的元素，它們天生就不規則，因此擁有一些很有趣的特性，例如可以讓酸度增強幾十億倍，遠超過鎖在化學庫房裡的任何材料。整體而言，如果每塊磚都以它所代表的元素做成，這座元素城堡將會是一個嵌合體，有在不同時代加蓋的廂房與擴建部分。或者說得好聽一點，它就像是李伯斯金（Daniel Libeskind）所設計的建築，把看似不相容的材料組合成優美的整體。

我們不厭其煩地深究這座城堡的藍圖，原因在於一個元素的座標幾乎就能決定它所有的科學特點。因為對每一個元素來說，地理位置決定了它的命運。事實上，既然各位對週期表的長相已經有了初步概念，我可以換一個更有用的譬喻：週期表就像一張地圖。為了描繪得更仔細，我將由東往西來標註這張地圖，好好地拜訪其間的元素，不論是鼎鼎大名的元素，還是名不見經傳的元素。