天然产物（次生代谢产物）是大自然馈赠给人类的礼物，由于其复杂的骨架结构和良好的药用价值，吸引着化学家们对其进行结构鉴定以及化学合成。尽管人们在天然产物全合成中取得了巨大的成就，但仍然面临着合成路线长、产率低、缺乏选择性等问题。大自然是最伟大的化学家，它利用酶作为催化剂，往往能够高效地合成天然产物。在基因水平上探索大自然合成复杂多样的天然产物的奥秘不仅有助于人们进一步理解和认知有机化学，还为人们开发和利用大自然高效催化化学反应的工具——酶奠定了基础。

钯元素自从被发现就开始逐渐在我们的生活中扮演起重要的角色，本文以钯的广泛应用为引，着重结合科研前沿问题对钯纳米催化剂的设计、合成以及催化机理展开介绍。

氢是宇宙中最丰富的元素，在通常条件和高温、低温、高压等极端条件下都表现出重要的化学性质。在高压极端条件下，氢"活泼好动"，物理和化学性质显著变化，表现出金属性甚至超导等性质。本文介绍作者近年来见证、经历与推动的极端条件下氢元素化学发展的故事。

元素周期表的发表是化学知识领域的里程碑，其在化学，尤其是无机化学的学习和研究中的贯穿指导作用和重要性为大家所共识。本文讨论了元素周期表在大学无机化学中的教育作用和开展方式，提出周期表的应用要将化学史与化学教育有机结合。在此基础上，展望周期表未来的发展。

光合作用是大自然中最重要的合成反应，其产氧中心包括关键的锰-氧-钙结构单元。锰元素在地壳中储量大、毒性低、氧化态丰富，具有独特的反应性，因此，人工利用锰元素实现自然界不能实现的物质合成具有重要的意义和广阔的前景。本文简述了锰元素促进的合成化学的发展历史，及其近年来在无机电化学、有机合成等领域中的应用。

除众所周知的氢在周期表中的位置不确定性、第二周期元素的性质的特殊性之外，本文将详细介绍d区元素的电子排布，第四周期非金属元素最高价态的不稳定性，惰性电子对效应，第五、六周期重过渡元素的相似性和次周期性以及第3族元素编排反常现象并作必要的探讨。

硼是一种重要的类金属元素，与人类生活息息相关。自从硼元素被引入到有机化合物中，化学家创造新物质的能力得到了革命性的提升。近年来，随着有机硼化学的蓬勃发展，该领域正在吸引越来越多的关注。本文重点介绍了硼元素的起源与结构，有机硼的1，2-迁移化学的特征及具体反应实例。

氢气（H₂），自然界中最小的分子，最轻的气体，在我们的生活中具有非常重要的作用，对人体的多种疾病具有显著的预防和治疗效果，是一种重要的工业原料，是最具发展前景的清洁能源。本文对氢气的发现史以及氢气在医学健康、合成化学中的作用进行阐述。

氮元素是空气的主要成分，也是构成有机化合物的重要元素；生命离不开氮元素，化学工业也需要众多含氮化合物作为基础的工业原料。地球上氮元素的循环起始于闪电或生物固氮，而发展节能高效的固氮方法依然是化学家的长期任务。氮氧化物如一氧化氮和二氧化氮等是重要的空气污染源，控制其排放是治理空气污染的重要途径。对含氮有机化合物如氨基酸与蛋白质的研究至关重要，有望为人类揭示生命的奥秘或提供重要的材料如尼龙等。

钆离子是元素周期表中自旋值最大的离子，其轨道角动量被完全淬灭，具有十分特殊的电子结构。本文以核磁共振造影剂以及分子自旋量子比特为例介绍了钆离子在前沿科技中的应用。

磷是重要的生命元素之一，参与生命活动的各种生化反应进程。L-氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，氨基酸的N-磷酸化，使氨基酸分子被激活，成为一种"微型活化酶"，可以发生多种生化反应，比如成肽反应。丝组二肽（L-丝氨酰-L-组氨酸）就是在N-磷酸化氨基酸的成肽反应过程中产生，并发现是具有多种生物酶活性的最小的功能肽，是现代水解酶的原始进化雏形。本文详细回顾了从N-磷酸化氨基酸到丝组二肽发现的研究历程，有痛苦、有迷茫，也有欢喜，充分体现了科学探索的魅力所在。

介绍硒元素的发现过程、存在形式，以及在生理过程中的重要作用。重点介绍硒元素在生物化学领域的研究现状与应用，包括含硒荧光探针应用于活性物种的检测，以及含硒化学探针应用于生物大分子的研究。

笔者长期从事二茂铁化学研究，本文介绍了二茂铁化学的研究热点、二茂铁化学在本科教学中的展现情况。二茂铁化学在本科生化学实验课及教学改革中具有重要作用，是典型的将基础研究成果转化为本科教学内容的范例。

德国化学家尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔与俄国化学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫各自独立且几乎同时发现了化学元素周期律，并因此共同获得了英国皇家学会的戴维奖章。然而，迈耶尔在元素周期律上的贡献却没有得到应有的关注。适逢国际化学元素周期表年，特撰此文记叙迈耶尔的生平与化学贡献，以纪念这位化学史上的伟大先驱。

原子量是最为基础的科学概念之一，"国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）"之"同位素丰度和原子量委员会（CIAAW）"每两年会修订并发布一次原子量。自2009年起，IUPAC宣布某些元素的原子量不再是常数，这些元素的标准原子量为区间值。为方便使用，对于这些元素，给出一个合理的单一数值，称为常规原子量。何为标准原子量?何为常规原子量?为何某些元素的原子量出现区间值?依据原子量数值的特性，元素可以分为几大类?本文在介绍最新元素周期表中原子量的特点之后，简述原子量测定、标准确定、概念演变的发展历史，讨论原子量的修订与变化等问题。

以展示元素单质、化合物和矿物样品为形式制作的元素周期表实物展窗能够形象化地展示各种元素的化学特性。元素周期表实物展窗将实物样品展示度与样品背后的化学内涵相结合，可以展示元素和化学学科的风貌。