这是元素周期表的前20号元素，读起来还有点押韵，初中化学老师要求背诵过。
而元素周期表总共有近120种元素，比前20号的种类多得多。只是地壳和人体对元素使用起来非常偏心眼——极少数几种元素，占据了地壳或人体超过99%的质量，这些元素，很多都是前20号以内的。有意思的是，它们在元素周期表上的分布不太随机，有些能组成规整的图形。
1地壳主量元素
一种元素占地壳的质量分数称为它的丰度。地壳丰度超1%的元素有氧（O）、硅（Si）、铝（Al）、铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）、钾（K）共八种，它们占据了地表的岩石、土壤的绝大部分质量（图1），在地质学上被称为主量元素。O和Si丰度分别为46%和27%，合计73%；加上第三到第五高的元素Al、Fe、Ca，可达到92%；再加上第六到第八高的元素Mg、Na、K，就超过了99%[1]。
它们在元素周期表上的分布是，除了人们呼吸的O和副族元素的Fe外，还剩6个，其中4个Na、Mg、K、Ca在周期表左边组成一个2×2小方块，右边有一对相邻的Al和Si（图2浅蓝色区）。值得注意的是，Na、Mg、Al、Si四个元素是连号的（11~14）。
图1一些硅酸盐矿物（地壳分布最广泛的矿物，差不多就是普通石头）的化学式，基本在主量元素里打转[2]。土壤是岩石风化形成的，主要的元素还是这些，就是多了一点有机质的碳氢氧氮磷硫元素。
图2地壳主量元素（浅蓝色区）
2人体中最多的几种元素
在人体中，丰度最高的4个元素是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N），分别是23%、10%、61%和2.6%，加起来超过96%。它们参与构成人体的基本物质：水、蛋白质、脂肪、糖类、DNA、核酸、维生素等。除以上四个以及参与构成骨骼的Ca（丰度1.4%），磷（P）和硫（S）在人体中丰度最大，分别为1.1%和0.2%[1]。以上七种元素超过人体总质量的99%。
P在“能量货币”三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate，简称ATP）中参与构成磷酸基团（图3），在DNA或核酸中参与构成磷酸二酯键（图4）。这些分子或基团在人体的每个活细胞中都有存在。蛋白质里的巯基（—SH）或二硫键（—S—S—）(图5)含S，这是生物体中S的主要存在形式。很多人都烫过发，烫发让头发蛋白质里的部分巯基结合成二硫键，原来两个不相连的肽链就被连接起来。这会改变头发蛋白分子的形状，头发因此而变卷了。把头发拉直，则是一个相反的过程。
关于蛋白质里的S，还有一件令我印象很深刻的事。高中时我在学校实验室拿到过一个拇指头大小的硝酸银（AgNO3）块，像玉石一样，在手上把玩了一会儿。开始还没事，忘了过了多久，手上出现了几处黑斑，怎么都洗不掉（好多天后慢慢就掉了）。仔细一想明白了，Ag特别亲S，它把皮肤蛋白质里的S夺去，生成了黑色的硫化银（Ag2S）。有个女同学好奇我为啥洗不掉，我给她讲了其中的原理，还开玩笑跟她说，要不要拿这个“小玉石”在她白皙的脸蛋上划划，可把她给吓的。
图3ATP分子含有多个磷酸基团和磷原子（红色圆圈，整个分子除了磷全是碳氢氧氮，图片来自“百度百科”）
图4DNA上的磷元素（蓝色圆圈），参与构成磷酸二酯键。磷是其中的核心元素（整个分子除了磷全是碳氢氧氮，图片来自“百度百科”）
图5二硫键的接合与断开，硫元素在生命体中多以二硫键的形式存在（图中除了硫全是碳氢氧氮，图片来自“百度百科”）
生命的运转离不开盐。人们吃的食盐为氯化钠（NaCl），包含Na和Cl两种元素，它们在人体的丰度分别为0.14%和0.12%[1]。除C、H、O、N、Ca、P、S剩下几十种元素总的丰度不到1%，可见Na和Cl在其中占了不小的比重。
现在我们来看看以上九种元素在周期表上的位置。除1号元素H在左上角、Ca和Na是主量元素以外，C、N、O和P、S、Cl的原子序数是分别连续的，它们六个在元素周期表的右上方组成一个3×2的平行四边形（图6绿色区）。
图6人体中最多的几种元素（绿色区）
3剩下几个用得较少的
除了以上谈到过的元素，前20号元素剩下的不多了：氟（F），是“叛逆”的元素；锂（Li）、铍（Be）、硼（B），是被“忽略”的元素；氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar），惰性气体很难被利用的元素。下边分别解释，它们为什么在地壳或人体很少被用到。
氟（F）：
中学大家学过卤族元素，除了整个地壳不足50g的放射性的砹（At），还剩氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）。虽说四种元素是同族的，但F老是“和别人不一样”，很“叛逆”。比如，AgCl、AgBr、AgI都不溶于水，AgF偏偏溶于水；CaCl2、CaBr2、CaI2都溶于水，CaF2就不溶于水；HCl、HBr、HI都是强酸，就HF是弱酸……因为F与Ca的亲和性，人体有过多的F会伤害骨骼，所以人体内没有较多F的积累。但F是一些矿物的重要成分，如萤石的主要成分是CaF2；白云母主要成分KAl2[AlSi3O10](OH,F)2；磷灰石主要成分Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)等。它在地壳的丰度比S还高[1]。
锂（Li）、铍（Be）、硼（B）：
氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）：
自然条件下，这三种惰性气体元素不参与化学反应，在地壳和人体都不会以化合态存在。值得注意的是，Ar（氩气）是大气中除了氮气（N2）和氧气（O2）含量最高的气体（两种气体又占了大气的99%），占比达0.93%，远高于CO2的0.04%，所以氩气价格便宜。He（氦气）的“相对分子质量”是4，因为过轻而逸散到宇宙中，在大气中含量很少。Ne（氖气）的“相对分子质量”是20，比N2（28）和O2（32）都轻很多，大多逸散到了高层大气，所以低层大气的Ne也较少，最终含量较高的是Ar。
4易被感知的元素
某些前20号元素虽然量大，但不易被人感知。在学初中化学之前，前20号元素中我只知道铅笔芯里的碳、做饭盒的铝。说盐，我感受不到氯和钠；说糖，我感受不到碳氢氧；初一生物课学过化肥里有用的元素是氮磷钾，对这三种元素我也是毫无感觉。
我想，可能是因为前20号元素多以化合态形式存在，单质像氮气氧气看不见摸不着的，所以难以被人感知。在拿起化学课本之前，我虽然对这些重要元素没什么认识，但还是能看到无处不在的铁（Fe），电线里有铜（Cu），银（Ag）子是古装剧里的钱，金（Au，注）可以做贵重的首饰，体温计里有汞（Hg），铅笔被告诉不是铅（Pb），电工师傅有焊锡（Sn），电池里有锌（Zn）棒……除了Fe，其它几个在地壳或人体虽然是微量元素，却容易被人们感知到。
有意思的是，这些微量元素刚好都在周期表中间靠右的一个4×3的矩形框内（图7浅红色区）。对于科技不发达的古代，人类使用过的金属元素，除Fe外也只有这些了。Cu、Ag、Au为货币金属，常用性不必多言；Sn早在青铜时代就与Cu共同冶炼，可降低熔点，并增强韧性和硬度；公元1000年以后，随着冶金技术的发展，较活泼的Zn被冶炼出来，与Cu合金做成黄铜，可改善色泽和硬度（图8~9）。
图7易被感知的微量元素（浅红色区加粗字体）
图8纯铜和纯金，仅有的两个明显带色的金属，其它都是银白色或只有很浅的色[1]
图9从左到右：铜与锡合金的日元10元硬币，铜与锌合金的新中国第三套5角硬币，99.9%纯银的5角纪念章
（这些易被感知的元素，刚好也都在初中化学老师要求背诵的金属活性顺序表内——钾钙钠镁铝锌铁锡铅[氢]铜汞银铂金）
矩形框上除以上容易被人感知的元素外，还剩铊（Tl）、锗（Ge）、镓（Ga）三种元素。它们虽然并不常用，但它们都有令人印象深刻的故事。
Tl是81号元素，夹在Hg、Pb之间，它是我所知道的最毒的非放射性元素，过去常被用来投毒谋杀。我在考研复习看专业参考书时得知，我国西南某地的地下水有较高含量的Tl。当地居民饮用这样的水，头发有明显的脱落，被称为“鬼剃头”。再说一个化学性质来加深大家对它的印象。Tl的一价阳离子Tl+和银离子Ag+的半径相近，可以像Ag+一样和Cl-一起形成沉淀：
Ag++Cl-→AgCl↓
Tl++Cl-→TlCl↓
Tl是一种难得的能与Cl-沉淀的金属元素。
Ge和Ga的故事可以简单地说。它们是门捷列夫通过元素周期律最早预言的三个元素中的两个。另外一个是钪（Sc），是21号元素，刚好紧接着前20号元素。
注：古人也使用过白金。真金不怕火炼，与黄金相对，也有不怕火炼的白金用于祭祀或装饰，且比黄金稀少贵重。现代白金一般指铂族金属。铂族金属一共含6种元素，钌（Ru）、铑（Rh）、钯（Pd）、锇（Os）、铱（Ir）、铂（Pt），它们在周期表上组成了一个3×2的矩形方块。Pt于18世纪南美秘鲁的银矿中确认，其它五种都比Pt确认要晚。这些元素在现代除了做首饰，也常用于合成催化剂。
图10一张铂质的网[1]
参考资料
[1]GrayT著，陈沛然译.视觉之旅：神奇的化学元素（卡片版）.人民邮电出版社,2016.
[2]舒良树主编.普通地质学.地质出版社,2010.
[3]ManchesterW著，四川外国语大学翻译组译.光荣与梦想3.中信出版社,2015.