自1661年波義耳給元素下了一個科學的定義，拉 瓦錫主張人們用分 析方法研究物質以認識元素的本質以后，一些新的化 學元素相繼在化學家 手下問世。18世紀上半葉，已知元素只有15種，到19 世紀中葉，已達到 60多種。
　　當時，在化學家的頭腦里，裝滿了各種元素的性 質、制取它們的手段 以及測定它們的原子量的方法等。這些許許多多孤立 瑣碎的事實堆積在一 起，沒有一點系統(tǒng)性，新的事實無法預見，實驗的結 果也難以確定是否正 確。總之，呈現在化學家面前的就是一個龐大的迷宮 。
　　難道組成化學世界的這些元素，當真是漫無秩序 ，完全偶然地湊在一 起的嗎？長期以來，化學家一直在探索這個問題，試 圖尋找到元素間所存 在的規(guī)律。
　　最早試圖將元素或化合物的性質，按照大小數值 的順序排列起來，以 尋求它們相互間關系的人，是18世紀的德國化學家里 希特。他常把一定 量的酸(或堿)中和成中性所需的堿(或酸)的量，按數 值大小排列后得 出一種級數關系。
　　1789年，拉瓦錫將當時已發(fā)現的30多種元素分成 為氣體元素、金屬 元素、非金屬元素、土質元素四大類。
　　自從道爾頓引入了原子量這個概念，由貝采里烏 斯通過實驗測定其大 小之后，化學家們開始從原子量入手對元素進行分類 。
　　1829年，德國化學家德貝萊納提出了“三元素組 ”的分類法，即每三 種性質相似的元素(如鋰、鈉、鉀)可以列為一組，居 中的元素的原子量 約是其他兩元素原子量的算術平均值，這種分類法是 周期律出現的先導。
　　1862年，法國礦物學教授陳庫圖瓦發(fā)表了名叫“ 碲的螺旋圖”的元 素分類圖。他在直立圓柱體表面上的垂直方向取原子 量軸，并在表面上畫 一條與底面成45。角的螺旋線。在這條螺旋線上分別 取與原子量值相當的 點，定為各元素的位置。令人吃驚的是，在由此所畫 的圖上，性質相似的 元素都出現在同一條垂線上。這一張圖是 由氫元素開始到碲為止，所以稱為“碲的 螺旋圖”。
　　1864年，德國化學家邁爾依照原子量 遞增順序把彼此相關的六個元素組聯(lián)合排成 “六元素表”。該表已經有“周期”和“族” 的輪廓，甚至還給尚未被發(fā)現的元素留下了 位置。但它包括的元素還不多，僅含當時發(fā) 現元素的二分之一，還不足以統(tǒng)觀全局。
　　1865年，英國化學家紐蘭茲提出了“八 音律”。他發(fā)現，元素按原子量遞增的順序排列起來 時，每隔7個或7的 倍數個元素，元素就呈現相似的性質，猶如音樂中的 “八度音”的關系 一樣。
　　從最初的級數關系、“三元素組”、“碲的螺旋 圖”、“六元素表”，一直 到“八音律”，元素間的規(guī)律逐步呈現在人們的眼前 ，化學家們已經認識 到了元素之間是有聯(lián)系的，化學界的先鋒在研究元素 的道路上正一步一步 向真理逼近。
　　1865年，俄羅斯化學家門捷列夫開始在彼得堡大 學教授無機化學。為 了教好這門課程，他開始勤勤懇懇地編寫無機化學教 科書——《化學原 理》。在編寫此書的過程中，他掌握了一大堆有關化 學元素性質的資料， 他幾乎對當時所知的63種元素中的每一種都知道得很 詳細。他熟知每一 種元素單質的顏色、密度、沸點、熔點、結晶體的形 狀等等，還了解這些 元素組成的化合物具有怎樣的性質和用途。
　　可是，這些知識怎樣傳授給學生呢？難道就這樣 零零散散地呈現給 學生，讓學生死記硬背下來嗎？門捷列夫思考著：能 不能在這片混亂無序 的化學天地里尋找出一種秩序來，以使講課更具有邏 輯性。因為有了德貝 萊納、邁爾等化學家的鋪墊工作，并且原子量又有著 特殊性，它不同于物 質的顏色、密度等其他性質，它無論在什么條件下， 無論什么時候都不改 變，它是元素的“身份證”，所以門捷列夫經過一段 時間的摸索之后，最 終決定還是從原子量入手來尋求元素間的內在聯(lián)系。
　　1868年的冬天，在一次玩紙牌的過程中，門捷列 夫深受啟發(fā)，忽然想 到能否把已知的63種元素制成紙牌來“玩一玩”。他 用厚紙做成了63張 方形卡片，在每一張上寫上一種元素的名稱、符號、 原子量和主要性質。
　　這樣就得到了一副與眾不同的“撲克牌”。于是，他 就“玩”起這副特殊 的撲克牌來，擺起了元素的“牌陣”。
　　門捷列夫以原子量為依據，將它們進行組合�；� 是按氣體、固體，或 是按金屬、非金屬，或是按單質的色澤，或是按化合 物的某些性質進行分 類，各類中再按原子量大小排列。1869年春天的一個 夜里，門捷列夫仍在 實驗室里擺弄著這些“紙牌”。這次，他不再將元素 分類，而是在實驗桌 上將元素按原子量大小一字排開。然后他爬上那只高 凳，在煤氣燈的“咝 咝”聲陪伴下，端詳起這63張卡片排成的頗為壯觀的 “隊伍”來。突然， 他的眼睛一亮，在這支“隊伍”中有幾處都是每隔7 個元素就出現一個與 這個元素性質十分相似的元素。例如，鉀與比它的原 子量小的鈉的性質十 分相似，而在鉀之后的元素銣和銫也出現了類似的情 況，它們都和鈉、鉀 的性質相似。在這一現象的引導下，門捷列夫又去觀 察其他的元素，經過 進一步分析和綜合，終于提出了化學中的一個重要規(guī) 律：元素的性質是按 原子序數遞增而起周期性變化。這就是著名的元素周 期律。
　　元素周期律揭示了各種元素之間的內在聯(lián)系，它 表明，化學元素并不 是彼此隔離、彼此孤立的，而是一個有著密切聯(lián)系的 統(tǒng)一體，它們互相關 聯(lián)、互相制約。從此漫無秩序的元素世界從無序變?yōu)?有序，門捷列夫的發(fā) 現終于把人們帶出了化學的迷宮。P14-16
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