這期間，門捷列夫也在傾注精力探索原子量與元素性質之間的內在聯(lián)系，并緊緊抓住原子量作為各種元素的基本特性去探討元素性質的演變規(guī)律。他對所掌握的大量資料進行比較、核對和驗證，做了一番去粗取精、去偽存真的整理工作，對有疑問的原子量，他根據(jù)其化學性質并利用原子價、當量、原子量之間的關系作了大膽修訂。他對各種元素分類方案，諸如根據(jù)元素對氧和氫的關系所作的分類、按金屬與非金屬的分類、根據(jù)化學活性的順序分類、根據(jù)原子價的分類、根據(jù)元素的綜合化學性質的分類都一一作了認真的研究。在深入研究原子量與原子價時，門捷列夫對各種元素的原子量可以相差很大而原子價的變動范圍較小這一情況有很深的印象，而且有許多元素具有相同的原子價，也恰恰是這些元素的化學性質彼此非常相似。他注意到一價元素都是最典型的金屬，七價元素都是典型的非金屬，四價元素的性質恰好介于金屬與非金屬之間。這就使他堅信各種元素之間一定存在著統(tǒng)一的規(guī)律性。他將元素按原子量的大小順序排列起來，看到氯和鉀的原子量相差不多，但性質截然不同；而鉀與鈉原子量相差頗大，但性質酷似。在鉀以后的元素隨原子量的增加其性質又顯示出從鈉到氯的相似演變。這些現(xiàn)象使他堅信各種元素的性質間存在著周期性變化規(guī)律。

1869年2月，門捷列夫發(fā)表了第一份關于元素周期律的圖表，不久又作了進一步的修正，把自己的思想寫在《元素屬性和原子量的關系》的論文中，闡述了元素周期律的基本論點：

（1）按照原子量大小排列起來的元素，在性質上呈現(xiàn)明顯的周期性。

（2）原子量的數(shù)值決定元素的特征。

（3）應該預料到還有許多未發(fā)現(xiàn)的元素，例如會有分別類似鋁和硅，原子量介于65～75之間的兩個元素。現(xiàn)在可以由已知元素的某些性質，去預測它們的同類元素，從而發(fā)現(xiàn)它們。

（4）當我們掌握了某些同類元素原子量之后，可借此修正該元素的原子量。

門捷列夫在這張表中初步實現(xiàn)了使元素系統(tǒng)化的任務，把已發(fā)現(xiàn)的63種元素全列進表中。全表有67個位置，尚有四個空位只有原子量而沒有元素名稱，門捷列夫預示必有與其相對應的尚未發(fā)現(xiàn)的元素存在。根據(jù)他的周期律，他還先后修正了十多種元素的原子量，實踐證明都是正確的。

為什么其他人只發(fā)現(xiàn)了元素的周期性而門捷列夫卻發(fā)現(xiàn)了比周期性具有更大理論價值的周期律呢？主要是門捷列夫在三個方面干得比他人更出色。

首先，他不是機械地利用已知的原子量，而是小心地把可疑的原子量找出來，一一加以校正。別的研究者在這方面比較大意，完全沿用已有原子量數(shù)據(jù)，導致按原子量排列的元素順序出現(xiàn)不少差錯。第二，門捷列夫覺得別人研究元素分類時，只重視原子量卻忽視了對元素的各種性質的綜合研究。這使他們所排的元素經(jīng)常錯位。門捷列夫排列元素位置時非常重視對多方面性質的綜合考慮。為此他曾把當時已知元素的相關信息制成63張卡片，反復琢磨，在玩著特殊的牌，以至于有些人誤認為他不務正業(yè)。第三，門捷列夫周期律不但能演繹出當時已知元素的性質，而且還能預言未知元素的性質。當他在根據(jù)原子量遞增呈現(xiàn)周期性變化遭到破壞和中斷時，這位卓越的科學家堅信自然界不可能有這樣的斷層。于是他大膽地預言自然界中必有尚未被發(fā)現(xiàn)的元素存在。他根據(jù)大自然應有的和諧規(guī)律，準確預言了這些尚未被發(fā)現(xiàn)的元素屬性。他在一篇文章中寫道：“緊接著鋅后面，應該是具有原子量接近68的一種元素。因為這種元素在第Ⅲ族，緊接在鋁下面，所以我把它叫類鋁。它處在鋁和钅因之間的位置上，因此具有接近這兩種元素的性質，它在金屬狀態(tài)時比重接近6。這種金屬性質在各方面應該是從鋁的性質向钅因的性質過渡。完全可以設想，這種金屬將比鋁具有更大的揮發(fā)性，因此可望在光譜的研究中發(fā)現(xiàn)。”四年后，法國化學家布瓦德朗在用光譜分析鋅礦時發(fā)現(xiàn)了一種新元素，正是類鋁，即鎵。門捷列夫獲悉布瓦德朗發(fā)現(xiàn)鎵的報告后，立即寄去了一封信。說鎵正是類鋁，不過鎵的比重不是4.7，應在5.96～6.0之間。看完信，布瓦德朗十分震怒，鎵是他首先發(fā)現(xiàn)的，遠在千里之外的異國他鄉(xiāng)的門捷列夫卻武斷地指責鎵的比重測量不準確！嚴謹?shù)目茖W作風促使他又重新提純了鎵，結果是5.94，這使他驚訝不已。門捷列夫所預言的類硅在1886年由德國化學家文克勒所發(fā)現(xiàn)。他把這種元素命名為鍺。當文克勒看到自己發(fā)現(xiàn)的鍺與門捷列夫預言的類硅性質十分吻合時，驚嘆不已（比較見下表）。他說，再也沒有比“類硅”的發(fā)現(xiàn)能這樣雄辯地證明元素周期律的正確性了。它不僅證明了這個有膽識的理論，還擴大了人們在化學方面的眼界，而且在認識領域里也邁進了一步。

元素類硅（1871年）鍺（1886年）

原子量7272.32

比重5.55.47

原子體積13.013.22

原子價44

比熱0.0730.076

氧化物比重4.74.703

氯化物比重1.91.887

四氯化物沸點100℃以下86℃

乙基化合物沸點160℃160℃

乙基化合物比重0.961.0

門捷列夫題為《元素性質和原子量的關系》的文章，就像但丁神曲。他科學地預言道：“按原子量的大小排列起來的元素在性質上呈現(xiàn)明顯的周期性變化”，“原子量的大小決定了元素特征”，“應該預料到許多未知元素的發(fā)現(xiàn)”，“知道了某些元素的同類元素以后，有時可以修正該元素的原子量。”

門捷列夫認為，科學的目的是要在多樣性中追求統(tǒng)一性。化學的目的不但要描述化合物的多樣性，而且還要揭示隱藏在復雜現(xiàn)象中的統(tǒng)一性。科學研究中單純地積累事實是很不夠的。

關鍵要對世界的和諧性有一個完整認識，要善于把局部知識協(xié)調組織起來。門捷列夫將豐富的感性材料加以去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里地改造制作，歸納出一個自然界的規(guī)律——元素周期律。周期律的巨大魅力觸發(fā)了人們探索新元素的激情。周期律就像原子世界的地圖，指導著人們去發(fā)現(xiàn)新元素，研究新問題。在元素周期律的指導下，新元素以驚人的速度投入化學家的懷抱。短短的28年中人類就發(fā)現(xiàn)了十多種新元素，太令人振奮了。

由于元素周期律的巨大成功，門捷列夫幾乎被各種榮譽淹沒了。但他卻泰然處之，仍然勤奮地工作，不懈地進行科學探索。他說：“對于我來說，最好的休息就是工作。停止工作，我就會煩悶而死。”

1907年2月2日，這位勤奮工作了一生的偉大科學家在自己的寫字臺旁與世長辭。除了不朽的元素周期律外，他還給世人留下了500多種科學著作。為了永遠紀念這位偉大的科學家，1955年美國科學家把新發(fā)現(xiàn)的101號元素，命名為鍆（Md）。

生物化學的創(chuàng)始人費歇爾

費歇爾是德國近代最有名的有機化學家之一。他發(fā)現(xiàn)了苯肼，對糖類、嘌呤類有機化合物的研究和合成取得了突出的成績，因此榮獲1902年度的諾貝爾化學獎。他是第二個榮獲此項榮譽的化學家，可見科學界對他的推崇。

對于大多數(shù)諾貝爾獎獲得者來說，獲獎的成果往往是他一生中在科學上最主要的貢獻。對費歇爾而言，他在科學征途上更令人敬仰的成就，卻是在他獲得諾貝爾獎之后完成的。他對科學發(fā)展的重大貢獻，歸納起來，主要有四個方面：一是對糖類的研究；二是對嘌呤類化合物的研究；三是對氨基酸、多肽和蛋白質的研究；四是在化工生產和化學教育上的貢獻。他的研究領域集中在對有機化學中那些與人類生活、生命密切相關的有機物質的探索。因此，可以說他是生物化學的創(chuàng)始人。

艾米爾·費歇爾1852年10月9日出生于德國科隆市郊的一個小鎮(zhèn)。兩個哥哥早年夭折，余下的六姐弟中他是年齡最小，又是家中惟一的男孩，在家里受到大家的寵愛是自然的事。他父親是個很有經(jīng)營之道的富有商人，除經(jīng)營葡萄酒、啤酒外，還兼啤酒廠、毛紡廠、鋼管廠、玻璃廠及礦山企業(yè)的董事長，富甲一方。費歇爾從小就在蜜罐中長大。在費歇爾少年時代，他父親正傾注全力發(fā)展毛紡廠，親自動手建立了一個小染坊，把買來的染料反復調和進行試驗。由于缺乏化學知識，試驗總是不順心，為此他常常自言自語：“如果家里有一個化學家，這些困難便好解決了。”后來相繼建立的鋼鐵廠、水泥廠更迫切需要化學知識，致使他父親對化學這門科學更加崇拜。父親的這一思想給費歇爾留下了深刻印象，他暗暗下定決心，將來一定要做一名化學家。

1869年，費歇爾以第一名的成績從中學畢業(yè)，他沒有忘記父親過去的囑咐“要把自己的一生獻給科學，你就應該選擇化學”，毅然決定投考大學化學系。他把自己的想法告訴父親時，父親卻猶豫了，那么大的家產和企業(yè)由誰來繼承？只有費歇爾。于是老爸改變了主意，動員費歇爾從商：“你還不滿17歲，這么小的歲數(shù)就入大學也沒有什么意思，是不是花一年半載時間學點經(jīng)商之道？”費歇爾聽從了父親的勸告，到姐夫家一個經(jīng)營木材的公司見習。

此時的費歇爾心里只有化學。他來到木材場后，很快就自己建了一個簡易的化學實驗室。整天泡在實驗室做實驗，什么商業(yè)買賣，他根本就沒有放在心上。說他做生意，那才是笑話。

賬目讓他記得一塌糊涂，往往是一鉆進他的小實驗室，整天不出來。一會兒發(fā)出爆炸聲，一會兒又發(fā)出嗆人的氣味，他卻做得津津有味。姐夫拿他沒辦法，決定將他交回去。他姐夫不得不把費歇爾的見習情況如實地向老岳父匯報：“費歇爾這孩子在商業(yè)上是不會有出息的。您還是讓他安心讀他的書吧！”面對現(xiàn)狀，老爸也拿他沒有辦法，只好作出讓步：“既然你不愿意做買賣，就還是去上學吧！”費歇爾終于如愿以償，進入波恩大學化學系。

在波恩大學，費歇爾拜凱庫勒為師。凱庫勒的講課水平很高，給學生們留下深刻的印象，但是該校的化學實驗室卻非常簡陋，對此，費歇爾十分不滿，他認為學習化學就必須做化學實驗，只有掌握了高超的實驗技術才能成為一個有作為的化學家。他的這一觀點幾乎貫穿在他一生的治學活動中。他對于創(chuàng)立一整套假說或某一學說不感興趣，而是致力于發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象和闡明新的實驗事實，依靠堅忍不拔的毅力和出類拔萃的實驗技巧，開辟有機化學研究的新領域。為此，他在波恩大學學習了一年之后，就忍痛離開了他尊敬的教師凱庫勒，轉學到斯特拉斯堡大學，從學于實驗有機化學家拜爾。拜爾教授很快發(fā)現(xiàn)了這位勤奮好學的年輕人的才能，并精心地加以培養(yǎng)。

當時，正是德國以染料為中心的有機合成工業(yè)蓬勃發(fā)展時期，許多化學家都把合成染料的研究選作自己的課題。拜爾當時的主要研究對象就是曙紅、靛藍等有機染料。費歇爾在拜爾指導下所做的許多實驗大多與染料有關，他的畢業(yè)論文就是關于酚染料的研究。在拜爾的指導下，費歇爾不僅全面掌握了化學最基礎的知識，同時獲得了化學實驗技巧的嚴格訓練。1874年，他完成了《有色物質的熒光和苔黑素》論文，獲得了博士學位，這時他才22歲，成為該校有史以來最年輕的博士。

斯特拉斯堡大學一向以嚴格求實著稱，在這樣的學校獲得博士學位是要經(jīng)過嚴格考核的。在隆重的畢業(yè)典禮上，大學總監(jiān)也抑制不住內心的激動，他頗為驕傲地大聲宣布：“本校自創(chuàng)建307年以來，本屆出了一位最年輕的博士，他就是艾米爾·費歇爾。”從此以后，“最年輕的博士”就成為費歇爾的另一個名字。1875年，他以優(yōu)異的成績從大學畢業(yè)，并有幸留校做拜爾的助手。這年拜爾應聘去慕尼黑大學，接替剛去世的李比希留下的職務。留戀自己教師的費歇爾也隨同恩師到了慕尼黑大學，在那里開始研究堿性品紅。由于成績突出，1878年他被任命為講師，第二年被提升為副教授。

1882年，費歇爾接受了艾爾蘭根大學的聘請，出任化學教授。兩年后又轉到維爾茨堡大學任教。他之所以選擇這所大學，是因為這里為他創(chuàng)造了較好的實驗研究條件。在完成教學任務之后，就可以專心致志地從事他所喜愛的實驗研究。1883年，德國最著名的化學企業(yè)——巴登苯胺和純堿公司曾以超過任何大學教授收入的年薪10萬馬克的高薪聘請費歇爾出任公司的研究室主任，盡管他對染料工作很感興趣，但是不喜歡受拘束地進行科學研究的費歇爾還是拒絕了。在維爾茨堡大學的10年中，他在糖類和嘌呤類化合物的研究中取得了突破性的成就。

1892年，柏林大學化學教授霍夫曼去世。柏林大學是當時德國的最高學府，化學教授一職必然是聘請德國化學界最有威望的教授出任，誰來接替霍夫曼的職位是化學界所關注的。合適的人選有凱庫勒或拜爾，這兩位化學界泰斗均因年事已高，都不愿意離開原來工作的學校。

柏林大學和教育當局熱情地邀請費歇爾前去就職。然而費歇爾對自己在維爾茨堡的工作環(huán)境很滿意，無意離開。父親和妻子極力鼓動他去柏林大學任教。經(jīng)多方面做工作，費歇爾最后答應了柏林大學的聘請。不惑之年的費歇爾成了德國化學界的最高權威。關于蛋白質和氨基酸的研究就是在這里開始的。

作為柏林大學化學教授，除了完成本校教學任務外，還必須兼任軍醫(yī)學院的化學教授，必須參加許多社會公務活動，這些繁忙的工作和事務花費了他不少的精力。為了不中斷科研，費歇爾不得不躲避各種社交活動，犧牲休息時間和個人享受。在這段時期內，他對氨基酸、多肽和蟲白質的研究取得了重大突破。

費歇爾臨終前仍念念不忘化學的發(fā)展，在遺囑中他吩咐從他的遺產中拿出75萬馬克，獻給科學院，作為基金提供給年輕化學家使用，鼓勵他們?yōu)榘l(fā)展化學而努力。

費歇爾最初的研究領域是染料，其中最主要的成績是對品紅的研究。1885年，霍夫曼曾用四氯化碳處理粗的苯胺，得到一種紅色染料，他稱它為堿性品紅。它可以直接染毛、絲棉織品，還是鑒別酮和醛的試劑。但是堿性品紅究竟是什么？霍夫曼沒有解答。費歇爾仔細研究了品紅的性質，為合成這一染料提供了實驗基礎。

在研究各種染料的過程中，他發(fā)現(xiàn)了化合物苯肼，它是聯(lián)氨（H2N—NH2）中氨原子被苯基取代的生成物（NHNH2），通過進一步研究，費歇爾還發(fā)現(xiàn)它是鑒別醛酮的好試劑，這為他以后的研究提供了一種重要的手段。