一張看似普通、字數不過幾百的表格，卻蘊含著物質世界深層次的奧秘，著實堪稱奇妙至極。當人們看到這張表格時，會猛然驚覺，原本紛繁復雜、變幻萬千的大自然，竟有著簡潔、有序的一面，這便是元素周期表。元素周期表的問世，徹底改變了人類對自然界的看法，更推動了近代化學的發展。回顧元素周期表的發現史，表面上看似乎條條大路通羅馬，但實際上，每一條路都充滿了崎嶇曲折，布滿了荊棘。
在人類探索物質本質的漫漫長河中，元素周期表的出現無疑是一座閃耀的里程碑。它就像一把神奇的鑰匙，為我們打開了通往物質世界微觀奧秘的大門。從最初對物質構成的懵懂猜測，到如今元素周期表的不斷完善，這其中凝聚了無數科學家的智慧與心血。
元素周期表不僅讓我們對已知元素有了更系統、更深入的認識，還為我們探索未知元素提供了方向和依據。它就像是一張精準的地圖，引領著科學家們在元素的海洋中不斷前行，去發現新的元素，揭示更多的化學規律。
隨著科學技術的不斷進步，元素周期表也在不斷發展和完善。新元素的合成和發現，讓這張表格變得更加豐富和完整。同時，元素周期表也在各個領域發揮著重要的作用，如材料科學、醫學、能源等。它為這些領域的發展提供了理論支持和指導，推動了人類社會的不斷進步。
人類一直都在思索，物質的本質究竟是什么？一時之間難以解答，哲學思想應運而生。中國古代的五行說、古印度的四大說、古埃及的三元素說，皆指向元素構成萬物。伊壁鳩魯等古希臘哲學家提出了“原子說”，來應對物質中難以解釋的“無限”概念。“原子”，即分割下去，不能再分割的物質。《墨子·經說下》也表達了類似的觀點，如“無”與“非半”不可斫也。
一百年后，法國化學家拉瓦錫將定量描述引入物質世界。拉瓦錫證明，水可以通過氫氣在氧氣中燃燒而生成。后來，人們發現用電可以把水分解為氫和氧，所以水不是元素。空氣也不是元素，約1/5是氧氣，其余的是不支持燃燒的其他氣體（主要是氮氣）。
1789年，法國化學家拉瓦錫發表了33種化學元素的名單（實際上只包含了23種元素），隨后歐洲掀起一股尋找新元素的熱潮，相繼發現了六十多種元素；人們對現有元素進行詳細研究，出現了光譜技術，通過其發出的光，進行元素鑒定，羅馬城似乎觸手可及。
1860年，在德國卡爾斯巴德召開的國際化學會議上，科學家們統一了原子量的標定方式，并改正了一些元素的原子量。當時構建元素周期表的難點在于，建立元素間的橫向關系。誰先找到其中的規律，誰就拿到了打開羅馬大門的鑰匙。
門捷列夫很牛
1834年2月7日，德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫生于西伯利亞的首府托博爾斯克。門捷列夫的父親伊萬從事中學教育工作，母親瑪利亞來自當地著名的商賈世家。瑪利亞的祖父創辦了西伯利亞地區第一家玻璃廠和印刷廠。
1847年，失去父親的門捷列夫隨母親來到彼得堡。1850年夏，門捷列夫進入父親的母校——彼得堡師范學院學習。在那里，他學習了化學、物理、生物和教育學。由于當時高校編制的稀缺，基本上是“一個蘿卜一個坑”，門捷列夫在隨后的兩年內擔任大學的編外教員，開始了漫長的“轉正”史。
門捷列夫開設化學理論、化學史和有機化學方面的研討課，并指導本科生的實驗研究。因經費微薄且不穩定，門捷列夫時常為教育部的期刊撰稿，并接私教的活。在此期間他曾短暫地訂婚，但隨后遭遇悔婚。1859年的春天，編外教員門捷列夫終于出國留學，拿到了為期22個月的獎學金。他并沒有立刻選定一個地方，而是花了數月游覽西歐。
行至巴黎，他結識了提出“最大功原理”的熱化學家貝塞羅、制備沼氣的有機化學家武慈和提出燃燒定氫法的拉瓦錫；行至蘇黎世，他與“祖師”李比希相談甚歡；行至海德堡，他遇到了本生電池、埃倫美燒瓶和基爾霍夫定律的命名者。他留在了海德堡，原因很簡單：老鄉多，海德堡大約有10%的學生來自俄國，構成了龐大的僑民社區。
1860年9月3日上午9時，來自德國、法國、英國、俄國、意大利等十多個國家的約140名化學家齊聚德國的卡爾斯巴德，參加為期三天的首次國際化學家代表大會。來自意大利的坎尼扎羅呼吁使用阿伏伽德羅發現的標準統一原子量、分子量的概念，解決爭論已久的分歧。26歲的門捷列夫聆聽了這場演講。他敏銳地嗅到了一個新的時代即將來臨，并在《俄羅斯日報》上發文報道了這場會議的成果。
1861年，門捷列夫延長留學的請求未獲俄國外交部通過。當他回到圣彼得堡時，亞歷山大二世下詔廢除了農奴制。圣彼得堡大學因首都的政治局勢關停，門捷列夫那段時間終日饑腸轆轆，修補衣物都要賒賬。他接下來所有能接的活，同時教化學、物理、地理，在幾個高中之間來回跑。稿費自然也是一門生財之道。門捷列夫完成了俄國歷史上第一本《有機化學》。該書不僅是前人資料的匯編，還加入了新的知識點。寫完《有機化學》之后，門捷列夫接下來了翻譯德文《技術百科全書》的校對工作，并心血來潮主筆了幾個章節。他在出版界獲得了驚人的聲譽，身無博士學位，竟被圣彼得堡應用技術學院聘為教授。
1865年1月31日，門捷列夫獲得了化學博士學位，通過教授資格考試后，門捷列夫終于轉正成為圣彼得堡大學的技術化學教授，并在同年秋天入住大學公寓。在那里，他將畫出最初一版元素周期表。1867年，沃斯克列森斯基離開圣彼得堡，把一個純化學教授的空缺留給了門捷列夫。繼任教職的同時，門捷列夫也要繼任朋友的教學任務：無機化學課。這對他來說是個相對陌生的領域，門捷列夫決定自己動手編寫一本全新的教材。這本劃時代的著作，分上下兩卷，書名叫做《化學原理》。
1869年2月17日，圣彼得堡大學自由經濟學會會長奧德林寫信給門捷列夫，安排他去視察一個亞麻廠。在這封信的背面，門捷列夫第一次寫下了元素周期表，完整準確，有主副族之分。沒有什么預演，一氣呵成，以至于傳聞他是做夢或者玩紙牌時偶然得到。實際上，一切是水到渠成。一個月后，俄國化學會收到了門捷列夫的一份科學報告，題目就是《元素的性質與其原子量的關系》。這實際上就是門捷列夫發現的化學元素周期律。
德國化學家邁爾與門捷列夫幾乎同時各自發明了自己的周期表，并且都是按照原子量進行排列的。只是邁爾僅包含28種元素，其他元素在其周期表上并不適用。1869年2月19日，門捷列夫排出了一個周期性的元素表，不僅列出了63種當時已知的化學元素，同時還指出世界上還有未被發現的元素，并表明它們在元素周期表中的位置，以及其基本參數。例如在鋁和硅之間有兩個空格，門捷列夫就預言出這兩個未知元素的性質分別具有類鋁和類硅的性質。
元素周期表的故事
元素周期表剛問世時，并沒有受到太多的重視。沙皇政府對門捷列夫的學術活動評價是某種手工活動。1875年，法國化學家布瓦博德朗從閃鋅礦中發現了鎵元素，元素符號定為Ga，中文名為“鎵”，這就是門捷列夫所預言的“類鋁”元素。門捷列夫預測的比重為5.9 - 6克/立方厘米，而發現者測定的比重為4.7克/立方厘米。不久，布瓦博德朗收到了門捷列夫寫來的信件，信中說讓他重新測定一下鎵的比重。于是，布瓦博德朗把鎵提純之后重新進行了測量，鎵的比重實測值為5.96，與門捷列夫的預測十分吻合！此事在歐洲的震動很大，門捷列夫贏得了很好的口碑。
若干年之后，1879年，瑞典化學家尼爾森從釔土中發現了鈧元素；1886年，德國化學家文克勒從硫銀鍺礦中發現了鍺元素。預言成真，元素周期表才受到重視。化學家們再也不會做無用功，到不可能的地方去找新元素了。就好比現在有了精確的地圖，地理學家不會跑到撒哈拉大沙漠去找熱帶雨林，也不會跑到太平洋里去探索高山，因為那里不可能有。同樣的，化學家也不會想方設法去銻鉍中間找新的金屬，更不會在氧和氟之間發現任何新的元素，因為這是周期律所不允許的。
“致命”的問題又接連出現，拉瓦錫等人在19世紀90年代發現了惰性氣體，分離出了氬元素，還發現了氪、氖、氙和氡元素。所以，門捷列夫對周期表系統進行了一次最大的修改，1906年，門捷列夫在生前最后一版《化學原理》中把“惰性一族”排入了周期表。經過歷年多次修訂后，才定型為今天的元素周期表。
門捷列夫的元素周期表不斷增添新的元素，但仍有一個空位遲遲沒有元素來認領——第43號元素。長久以來，化學家們都在自然界中尋找新的元素，直到1937年在回旋加速器中由氘核轟擊鉬原子產生了第一個人造新元素“锝”。
锝的發現，第一次證明了周期表上的元素并不僅限于地球上已有的元素。人造元素也推動元素發現進入新的加速期。從1952年出現的99號元素，到2006年合成的118號元素，第七周期就這樣從“入座率”不到一半到“滿員”了。
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