門捷列夫與元素周期表

隨著電解技術的發展以及光譜技術的應用，一大批新的化學元素被逐一發現，到1869年共發現63種化學元素。同年，德米特里·門捷列夫在此基礎上制作了著名的元素周期表。

德米特里·門捷列夫（1834～1907年）出生于西伯利亞的托波爾斯克市的一個中產階級家庭，是兄弟中最小的一個，父親為小學教師，晚年失明，母親不得不操持其家族開辦的玻璃加工廠養家糊口。門捷列夫在13歲時，父親去世，隨后家族的玻璃加工廠也毀于一場大火。但是母親毅然決定供門捷列夫繼續讀書，接受良好的教育。門捷列夫不負眾望，進入圣彼得堡教育學院進修，并于1855年成為一名教師。不久，他又先后進入圣彼得堡大學以及德國海德堡大學學習化學，學成回國，在圣彼得堡大學謀得職位后，1869年開始專心編寫化學（當時其研究無機化學）教科書。

為了從雜亂的化學元素中找到一些秩序，門捷列夫將每一種化學元素寫在一張小紙片上，并寫上元素符號、原子量、元素性質等，然后將它們進行排列，如同玩撲克牌一般。他按照原子量（該元素原子的平均質量）遞增的順序將這些元素排列后發現，如果每8個元素另起一行，則恰能將具有相似屬性的元素排在同一列內。在每一行中，元素屬性都會重復出現，由此他稱這些屬性為“周期性的”，于是將這一幅縱橫排列的表格稱之為“周期表”，也就是元素周期表。完成周期表后，門捷列夫甚至預見到元素周期表中“失蹤”的元素還有待發現，同時預言了這些化學元素的化學性質與物理性質，如它們的原子量、熔點等。

1875年，法國化學家保羅·勒科克·德·布瓦博德朗發現“類鋁”元素（位于元素周期表鋁元素的下方），并將其命名為“鎵”（元素符號“Ga”）。1879年，瑞典化學家拉爾斯·尼爾森發現“類硼”元素，其被命名為“鈧”（元素符號“Sc”）。1886年，德國化學家克萊門斯·溫克勒發現“類硅”元素（位于元素周期表硅元素的下方），并將其命名為“鍺”（元素符號“Ge”）。門捷列夫的預言一一實現。到1914年，在92號元素之前只有7個位置空缺著。

原子序數為元素原子中的質子數量，現代元素周期表也采用按原子序數排列的方式進行排版。化學家引入中子數的概念（即原子核中的中子數量），并采用原子量作為原子相對質量表征原子屬性。門捷列夫創造元素周期表后卻無法解釋元素性質的周期性排列問題，這仍有待于科學技術的發展，只有在科學家們理解原子結構，特別是理解了圍繞原子核運行的電子的排列方式之后，才能解答這個問題。在20世紀中前期，化學家們逐漸意識到元素周期表事實上反映了元素的原子結構，以及電子是如何填充原子核外軌道的，因為所有的化學反應均有電子參與，特別是元素外層電子。于是元素周期表使得化學家們可以更加準確地預測哪些化學反應是可能存在的，而哪些化學反應是在實驗室常態下根本就不存在的，哪些化學反應需要額外的條件例如高壓、高溫、催化劑等才能發生等。1955年，門捷列夫獲得科學界最高榮譽，科學家將發現的第101號元素命名為“鍆”（元素符號“Md”），以紀念門捷列夫為科學界所作出的偉大貢獻。