元素周期律的發現
概述
俄羅斯化學家門捷列夫(1834～1907年)，生在西伯利亞。他從小熱愛勞動，喜愛大自然，學習勤奮。
1860年門捷列夫在為著作《化學原理》一書考慮寫作計劃時，深為無機化學的缺乏係統性所困擾。於是，他開始搜集每一個已知元素的性質資料和有關數據，把前人在實踐中所得成果，凡能找到的都收集在一起。
人類關於元素問題的長期實踐和認識活動，為他提供了豐富的材料。他在研究前人所得成果的基礎上，發現一些元素除有特性之外還有共性。例如，已知鹵素元素的氟、氯、溴、碘，都具有相似的性質；堿金屬元素鋰、鈉、鉀暴露在空氣中時，都很快就被氧化，因此都是隻能以化合物形式存在於自然界中；有的金屬如銅、銀、金都能長久保持在空氣中而不被腐蝕，正因為如此，它們被稱為貴金屬。
於是，門捷列夫開始試著排列這些元素。他把每個元素都建立了一張長方形紙板卡片，在每一塊長方形紙板上寫上了元素符號、原子量、元素性質及其化合物，然後把它們釘在實驗室的牆上排了又排。經過了一係列的排隊以後，他發現了元素化學性質的規律性。
元素周期律揭示了一個非常重要而有趣的規律：元素的性質，隨著原子量的增加呈周期性的變化，但又不是簡單的重複。
門捷列夫根據這個道理，不但糾正了一些有錯誤的原子量，還先後預言了15種以上的未知元素的存在。結果，有三個元素在門捷列夫還在世的時候就被發現了。
1875年，法國化學家布瓦博德蘭，發現了第一個待填補的元素，命名為镓。這個元素的一切性質都和門捷列夫預言的一樣，隻是比重不一致。門捷列夫為此寫了一封信給巴黎科學院，指出镓的比重應該是5．9左右，而不是4．7。當時镓還在布瓦博德蘭手裏，門捷列夫還沒有見到過。這件事使布瓦博德蘭大為驚訝，於是他設法提純，重新測量镓的比重，結果證實了門捷列夫的預言，比重確實是5．94。
這一結果大大提高了人們對元素周期律的認識，同時也說明很多科學理論被稱為真理，不是在科學家創立這些理論的時候，而是在這一理論不斷被實踐所證實的時候。
當年門捷列夫通過元素周期表預言新元素時，有的科學家說他狂妄地臆造一些不存在的元素，而通過實踐，門捷列夫的理論受到了越來越普遍的重視。
後來，人們根據周期律理論，把已經發現的100多種元素排列、分類，列出了今天的化學元素周期表，張貼於實驗室牆壁上，編排於辭書後麵。它更是我們每一位學生在學化學的時候，都必須學習和掌握的一課。
現在，我們知道，在人類生活的浩瀚的宇宙裏，一切物質都是由這100多種元素組成的，包括我們人本身在內。
可是，化學元素是什麽呢?化學元素是同類原子的總稱。所以，人們常說，原子是構成物質世界的“基本磚石”，這從一定意義上來說，還是可以的。
然而，化學元素周期律說明，化學元素並不是孤立地存在和互相毫無關聯的。
這些事實意味著，元素原子還肯定會有自己的內在規律。這裏已經孕育著物質結構理論的變革。
終於，到了19世紀末，實踐有了新的發展，放射性元素和電子被發現了，這本來是揭開原子內幕的極好機會。可是門捷列夫在實踐麵前卻產生了困惑。一方麵他害怕這些發現“會使事情複雜化”，動搖“整個世界觀的基礎”；另一方麵又感到這“將是十分有趣的事……周期性規律的原因也許會被揭示”。但門捷列夫本人就在將要揭開周期律本質的前夜——1907年帶著這種矛盾的思想逝世了。
門捷列夫並沒有看到，正是由於19世紀末、20世紀初的一係列偉大發現和實踐，揭示了元素周期律的本質，摒棄了門捷列夫那個時代關於原子不可分的舊觀念。在摒棄其不準確的部分的同時，充分肯定了它的合理內涵和曆史地位。在此基礎上誕生的元素周期律的新理論，比當年門捷列夫的理論更具有真理性。
元素周期的探索之路
攀登科學高峰的路，是一條艱苦而又曲折的路。門捷列夫在這條路上，也是吃盡了苦頭。
當他擔任化學副教授以後，負責講授《化學基礎》課。在理論化學裏應該指出自然界到底有多少元素?元素之間有什麽異同和存在什麽內部聯係?新的元素應該怎樣去發現?這些問題，當時的化學界正處在探索階段。各國的化學家們，為了打開這秘密的大門，進行了頑強的努力。
雖然有些化學家如德貝萊納和紐蘭茲在一定深度和不同角度客觀地敘述了元素間的某些聯係，但由於他們沒有把所有元素作為整體來概括，所以沒有找到元素的正確分類原則。年輕的學者門捷列夫也毫無畏懼地衝進了這個領域，開始了艱難的探索工作。
他不分晝夜地研究著，探求元素的化學特性和它們的一般的原子特性，然後將每個元素記在一張小紙卡上。他企圖在元素全部的複雜的特性裏，捕捉元素的共同性。
雖然他的研究一次又一次地失敗了。但他不屈服，不灰心，堅持幹下去。
為了徹底解決這個問題，他又走出實驗室，開始出外考察和整理收集資料。
1859年，他去德國海德爾堡進行科學深造。兩年中，他集中精力研究了物理化學，使他探索元素間內在聯係的基礎更紮實了。
1862年，他對巴庫油田進行了考察，對**進行了深入研究，重測了一些元素的原子量，使他對元素的特性有了深刻的了解。
1867年，他借應邀參加在法國舉行的世界工業展覽俄羅斯陳列館工作的機會，參觀和考察了法國、德國、比利時的許多化工廠、實驗室，這讓他大開眼界，更加豐富了元素方麵的知識。
這些實踐活動，不僅增長了他認識自然的才幹，而且對他發現元素周期律，奠定了雄厚的基礎。
門捷列夫又返回實驗室，繼續研究他的紙卡。他把重新測定過的原子量的元素，按照原子量的大小依次排列起來。他發現性質相似的元素，它們的原子量並不相近；相反，有些性質不同的元素，它們的原子量反而相近。他緊緊抓住元素的原子量與性質之間的相互關係，不停地研究著。
他的腦子因過度緊張而經常昏眩。但是，他的心血並沒有白費，在1869年2月19日，他終於發現了元素周期律。
他的周期律說明：簡單物體的性質，以及元素化合物的形式和性質，都和元素原子量的大小有周期性的依賴關係。
門捷列夫在排列元素表的過程中，又大膽指出，當時一些公認的原子量不到元素的正確分類原則。年輕的學者門捷列夫也毫無畏懼地衝進了這個領域，開始了艱難的探索工作。
他不分晝夜地研究著，探求元素的化學特性和它們的一般的原子特性，然後將每個元素記在一張小紙卡上。他企圖在元素全部的複雜的特性裏，捕捉元素的共同性。
雖然他的研究一次又一次地失敗了。但他不屈服，不灰心，堅持幹下去。為了徹底解決這個問題，他又走出實驗室，開始出外考察和整理收集資料。
1859年，他去德國海德爾堡進行科學深造。兩年中，他集中精力研究了物理化學，使他探索元素間內在聯係的基礎更紮實了。
1862年，他對巴庫油田進行了考察，對**進行了深入研究，重測了一些元素的原子量，使他對元素的特性有了深刻的了解。
1867年，他借應邀參加在法國舉行的世界工業展覽俄羅斯陳列館工作的機會，參觀和考察了法國、德國、比利時的許多化工廠、實驗室，這讓他大開眼界，更加豐富了元素方麵的知識。
這些實踐活動，不僅增長了他認識自然的才幹，而且對他發現元素周期律，奠定了雄厚的基礎。
門捷列夫又返回實驗室，繼續研究他的紙卡。他把重新測定過的原子量的元素，按照原子量的大小依次排列起來。他發現性質相似的元素，它們的原子量並不相近；相反，有些性質不同的元素，它們的原子量反而相近。他緊緊抓住元素的原子量與性質之間的相互關係，不停地研究著。
他的腦子因過度緊張而經常昏眩。但是，他的心血並沒有白費，在1869年2月19日，他終於發現了元素周期律。
他的周期律說明：簡單物體的性質，以及元素化合物的形式和性質，都和元素原子量的大小有周期性的依賴關係。 ．
門捷列夫在排列元素表的過程中，又大膽指出，當時一些公認的原子量不準確。如那時金的原子量公認為169．2，按此在元素表中，金應排在鋨、鉑的前麵，因為它們被公認的原子量分別為198．6、196．7，而門捷列夫堅定地認為金應排列在這三種元素的後麵，原子量都應重新測定。
大家重測的結果，鋨為190．9、鉑為195．2，而金是197．2。實踐證實了門捷列夫的論斷，也證明了周期律的正確性。
在門捷列夫編製的周期表中，還留有很多空格，這些空格應由尚未發現的元素來填滿。門捷列夫從理論上計算出這些尚未發現的元素的最重要性質，斷定它們介於鄰近元素的性質之間。例如，在鋅與砷之間的兩個空格中，他預言這兩個未知元素的性質分別為類鋁和類矽。
就在他預言後的四年，法國化學家布阿勃朗用光譜分析法，從門鋅礦中發現了镓。實驗證明，镓的性質非常像鋁，也就是門捷列夫預言的類鋁。镓的發現，具有重大的意義，它充分說明元素周期律是自然界的一條客觀規律，為以後元素的研究，新元素的探索，新物資、新材料的尋找，提供了一個可遵循的規律。
元素周期律像重炮一樣，在世界上空轟響了，門捷列夫也因此聞名於世界!