元素周期律的发现者门捷列夫19 世纪 最 伟大的 化学家之 一 他 的 著 作 《化学原理》 （1868-1871）一书，有各种文字的版本，这本书对无机化学家 有很大影响当 1869 年门捷列夫在编写《化学原理》这本教科书时，他 必须根据元素的某一体系来编写，以便在安排内容时不是以偶 然因素而是以一定的科学原理作为指导方针这种原理不是依 靠偶然的、非本质的特征，而是根据与物质本身的性质有密切 联系的事物到 1869 年止，已有 63 种元素被人们所认识在对物质、 元 素的广泛研究中，关于各种元素的性质的资料，积累日愈丰富， 但是这些资料却是繁杂纷乱的，人们很难从中获得清晰的认识 整理这些资料，概括这些感性知识，从中摸索总结出规律，这 是摆在当时化学家面前一个急待解决的课题，同时也是科学和 生产发展的必然要求化学元素周期律的发现道尔顿提出了科学的原子论后，许多化学家都把测定各种 元素的原子量当作一项重要工作，这样就使元素原子量与性质 之间存在的联系逐渐展露出来1829 年德国化学家德贝莱纳提 出了“三元素组” 观点，把当时已知的44 种元素中的15 种，分 成 5 组，指出每组的三元素性质相似，而且中间元素的原子量等 于较轻和较重的两个元素原子量之和的一半。
例如钙、锶、钡， 性质相似，锶的原子量大约是钙和钡的原子量之和的一半氯、 溴、碘以及锂、钠、钾等元素也有类似的关系然而只要认真 一点，就会发现这样分类有许多不能令人满意的地方，所以并 没有引起化学家们的重视1862 年，法国化学家尚古多提出一个“螺旋图”的分类方 法他将已知的62 种元素按原子量的大小顺序标记在绕着圆柱 体上升的螺旋线上，这样某些性质相近的元素恰好出现在同一 母线上因此他第一个指出了元素性质的周期性变化可是他 的报告照样无人理睬1864 年，德国化学家迈尔在他的《现代 化学理论》一书中刊出一个“六元素表”可惜他的表中只列 出了已知元素的一半，但他已明确地指出：“在原子量的数值 上具有一种规律性，这是毫无疑义的”1865 年，英国化学家纽兰兹提出了“八音律”一说他把 当时已知的元素按原子量递增顺序排列在表中，发现元素的性 质有周期性的重复，第八个元素与第一个元素性质相近，就好 象音乐中八音度的第八个音符有相似的重复一样纽兰兹的工 作同样被否定，当时的一些学者把八音律斥之为幼稚的滑稽戏， 有人甚至挖苦说：“为什么不按元素的字母顺序排列呢？那样， 也许会得到更加意想不到的美妙效果。
六元素表”、“八音律”是存在许多错误，但是应该看 到，从“三元素组”到“八音律”都从不同的角度，逐步深入 地探讨了各元素间的某些联系，使人们一步步逼近了科学的真 理以前人工作所提供的借鉴为基础，门捷列夫通过顽强的努 力，于 1869 年 2 月先后发表了关于元素周期律的图表和论文 在论文中，他指出： (1)按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周 期性2)化学性质相似的元素，或者是原子量相近 （Pt，Ir ，Os）， 或者是依次递增相同的数量（K，Rb，Cs）3)各元素及各族按原子量大小排列的对比与各元素的所谓 的原子价相一致 (4)分布在自然界的元素都具有数值不大的原子量值，具有 这样的原子量值的一切元素都表现出特有的性质，因此可以称 它们是典型的元素5)原子量的大小决定元素的特征 (6)应该预料到许多未知元素的发现，例如类似铝和硅的，原子量位于65～75 之间的元素 (7)当我们知道了某些元素的同类元素后，有时可以修正该 元素的原子量 (8)一些类似的元素能根据其原子量的大小被发现出来正如门捷列夫所指出的，周期律的全部规律性都表述在这 些原理中其中最主要的是元素的物理和化学性质随着原子量 做周期性的变化。
门捷列夫深信自己的工作很重要，经过继续努力，1871 年 他发表了关于周期律的新的论文文中他果断地修正了前一个 元素周期表例如在前一表中，性质类似的各族是横排，周期 是竖排；而在新表中，族是竖排，周期是横排，这样各族元素 化学性质的周期性变化就更为清晰同时他将那些当时性质尚 不够明确的元素集中在表格的右边，形成了各族元素的副族 在前表中， 为尚未发现的元素留下4 个空格，而新表中则留下了 6 个空格经受实践的验证门捷列夫深信他所发现的周期律是正确的他以周期律为依 据，大胆指出某些元素公认的原子量是不准确的，应重新测定 例如当时公认金的原子量为169.2，按此，在周期表中，金应排 在锇、铱、 铂 （当时认为它们的原子量分别是198.6， 196.7， 196.7） 的前面而门捷列夫认为金在周期表中应排在这些元素的后面， 所以它们的原子量应重新测定重新测定的结果是： 锇为 190.9， 铱为 193.1，铂为 195.2，金为 197.2实验证明了门捷列夫的意 见是对的又例如，当时铀公认的原子量是116，是三价元素 门捷列夫则根据铀的氧化物与铬、钼、钨的氧化物性质相似， 认为它们应属于一族，因此铀应为六价，原子量约为240。
经测 定，铀的原子量为238.07，再次证明门捷列夫的判断正确基于 同样的道理，门捷列夫还修正了铟、镧、钇、铒、铈、钍的原 子量，事实验证了周期律的正确性根据元素周期律，门捷列夫还预言了一些当时尚未发现的元素的存在和它们的性质他的预言与尔后实践的结果取得了 惊人的一致1875 年法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的闪锌矿 时发现一种新元素，他命名为镓，并把测得的关于镓的主要性 质公布了不久他收到了门捷列夫的来信，门捷列夫在信中指 出：关于镓的比重不应该是4.7，而是 5.9-6.0当时布瓦博德朗 很疑惑，他是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道 镓的比重的呢？ 1876 年 9 月，布瓦博德朗重作了实验，将金属 镓提纯，重新测定， 结果稼的比重确实为5.94 （现代值为5.91）， 这结果使他大为惊奇他认真地阅读了门捷列大的周期律论文 后，感慨他说：“我没有什么可说的了，事实证明了门捷列夫 这一理论的巨大意义下表是个最有力的说明 类铝（1871 年门捷列夫的预 言）镓（1875 年布瓦博德朗发现镓 后测定） 原子量约为69 比重约为 5.9-6.0 熔点应很低 不受空气的侵蚀 灼热时能分解水汽 能生成类似明矾的矾类 可用分光镜发现其存在原子量为 69.72 比重等于 5.94 熔点为 30.1 灼热时略起氧化 灼热时确能分解水汽 能生成结晶较好的镓矾 镓是用分光镜发现的镓的发现是化学史上第一个事先预言的新元素的发现，它 雄辩地证明了门捷列夫元素周期律的科学性。
1880 年瑞典的尼 尔森发现了钪， 1885 年德国的文克勒发现了锗这两种新元素 与门捷列夫预言的类硼、类硅也完全吻合，门捷列夫的元素周 期律再次经受了实践的检验事实证明门捷列夫发现的化学元素周期律是自然界的一条 客观规律它揭示了物质世界的一个秘密，即这些似乎互不相 关的元素间存在相互依存的关系，它们组成了一个完整的自然 体系 从此新元素的寻找，新物质、新材料的探索有了一条可遵循的规律元素周期律作为描述元素及其性质的基本理论有 力地促进了现代化学和物理学的发展门捷列夫的成才之路门捷列夫于1834 年出生于俄国西伯利亚的托波尔斯克市 他父亲是位中学教师在他出生后不久，父亲双眼因患白内障 而失明，一家的生活全仗着他母亲经营一个小玻璃厂而维持着 1847 年双目失明的父亲又患肺结核而死去意志坚强而能干的 母亲并没有因生活艰难而低头，她决心一定要让门捷列夫象他 父亲那样接受高等教育门捷列夫自幼有出众的记忆力和数学才能，读小学时，对 数学、物理、历史课程感兴趣，对语文、尤其是拉丁语很讨厌， 因而成绩不好他特别喜爱大自然，曾同他的中学老师一起作 长途旅行，搜集了不少岩石、花卉和昆虫标本他善于在实践 中学习，中学的学习成绩有了明显的提高。
中学毕业后，他母亲变卖了工厂，亲自送门捷列夫，经过2 千公里以上艰辛的马车旅行来到莫斯科因他不是出身于豪门 贵族，又来自边远的西伯利亚，莫斯科、彼得堡的一些大学拒 绝他入学好不容易，门捷列夫考上了医学外科学校，然而当 他第一次观看到尸体时，就晕了过去只好改变志愿，通过父 亲的同学的帮忙，进入了亡父的母校——彼得堡高等师范学校 物理数学系母亲看到门捷列夫终于实现了上大学的愿望，不久便带着 对他的祝福与世长辞了举目无亲又无财产的门捷列夫把学校 当作了自己的家， 为了不辜负母亲的期望，他发奋地学习 1855 年以优异的成绩从学校毕业毕业后，他先后到过辛菲罗波尔、 敖德萨担任中学教师在教师的岗位上他并没有放松自己的学 习和研究 1856 年他又以突出的成绩通过化学学位的答辩他 刻苦学习的态度、钻研的毅力以及渊博的知识得到老师们的赞 赏，彼得堡大学破格地任命他为化学讲师，当时他仅22 岁在彼得堡大学，门捷列夫任教的头两门课程是理论化学和 有机化学当时流行的教科书几乎都是大量关于元素和物质的 零散资料的杂乱堆积怎样才能讲好课？门捷列夫下决心考察 和整理这些资料1859 年他获准去德国海德堡本生实验室进行深造。
两年中 他集中精力研究了物理化学他运用物理学的方法来观察化学 过程，又根据物质的某些物理性质来研究它的化学给构，这就 使他探索元素间内在联系的基础更宽阔和坚实因为他恰好在德国，所以有幸和俄国化学家一起参加了在 德国卡尔斯鲁厄举行的第一届国际化学家会议会上各国化学 家的发言给了门捷列夫以启迪，特别是康尼查罗的发言和小册 子门捷列夫是这样说的：“我的周期律的决定性时刻在1860 年，我参加卡尔斯鲁厄代表大会在会上我聆听了意大利化学 家康尼查罗的演讲，正是他发现的原子量给我的工作以必要的 参考材料， ,, 而正是当时，一种元素的性质随原子量递增而 呈现周期性变化的基本思想冲击了我从此他有了明确的科 研目标，并为此付出了艰巨的劳动从 1862 年起他对 283 种物质逐个进行分析测定，这使他对 许多物质和元素的性质有了更直观的认识他重新测定一些元 素的原子量因而对元素的这一基本特征有了深刻的了解他 对前人关于元素间规律性的探索工作进行了细致的分析他先 后研究了根据元素对氧和氢的关系所作的分类；研究了根据元 素电化序所作的分类；研究了根据原子价所进行的分类，特别 研究了根据元素的综合性质所进行的元素分类。
有比较才有鉴 别，有分析才能做好综合这样，门捷列夫批判地继承了前人 的研究成果在他分析根据元素综合性质而进行的元素分类时，他坚信 元素原子量是元素的基本特征，同时发现性质相似的元素，它 们的原子量并不相近相反一些性质不同的元素，它们的原子 量反而相差较小他紧紧抓住原子量与元素性质之间的关系作 为突破口，反复测试，不断思索他在每张卡片上写出一种元 素的名称、原子量、化合物的化学式和主要的性质就象玩一副别具一格的元素纸牌一样，他反复排列这些卡片，终于发现 每一行元素的性质都在按原子量的增大，从小到大地逐渐变化， 也就是发现元素的性质随原子量的增加而呈周期性的变化第 一张元素周期表就这样产生了随着周期律广泛被承认，门捷列夫成为闻名于世的卓越化 学家各国的科学院、学会、大学纷纷授予他荣誉称号、名誉 学位以及金质奖章1882 年英国皇家学会就授予门捷列夫以戴 维金质奖章，1889年英国化学会授予他最高荣誉----法位第奖章 具有讽刺意义的是，在封建王朝的俄国，科学院在推选院士时， 竟以门捷列夫性格高傲而有棱角为借口，把他排斥在外后来 因门捷列夫不断地被选为外国的名誉会员，彼得堡科学院才被 迫推选他为院士，由于气恼，门捷列夫拒绝加入科学院，从而 出现俄国最伟大的化学家反倒不是俄国科学院成员的怪事。
门捷列夫除了发现元素周期律外，还研究过气体定律、气 象学、石油工业、农业化学、无烟火药、度量衡，由于他的辛 勤劳动，在这些领域都不同程度地做出了成绩1907 年 2 月，。