宇宙万物是由什么组成的？古希腊人以为是水、土、火、气四种元素，古代中国则相信金、木、水、火、土五种元素之说。到了近代，人们才渐渐明白：元素是多种多样，决不止于四五种。18世纪，科学家已探知的元素有30多种，如金、银、铁、氧、磷、硫等，到19世纪，发现的元素已达54种。
人们自然会问，没有发现的元素还有多少种？元素之间是孤零零地存在，还是彼此间有着某种联系呢？
门捷列夫用敏锐的眼光发现了元素周期律，揭开了这个奥秘。
原来，元素不是一群乌合之众，而是像一支训练有素的军队，按照严格的命令井然有序地排列着，怎么排列的呢？门捷列夫发现，元素的原子量相等或相近的，性质相似相近的在一起，而且元素的性质和它们的原子量呈周期性的变化。
门捷列夫对此发现激动不已。他把当时已发现的60多种元素按其原子量和性质排列成一张表，结果发现，从任何一种元素算起，每数到8个就和第一个元素的性质相近，他把这个规律称为“八音律”。
有规律的元素周期律，门捷列夫是如何发现的呢？
1834年2月7日，伊万诺维奇·门捷列夫诞生于俄罗斯西伯利亚的托波尔斯克，父亲是中学校长。16岁时，进入圣·彼得堡师范学院自然科学教育系学习。毕业后，门捷列夫去德国深造，集中精力研究物理化学。1861年回国，任圣彼得堡大学教授。
在编写无机化学讲义时，门捷列夫发现这门学科的俄语教材都已陈旧，外文教科书也无法适应新的教学要求。因而迫切需要有一本新的、能够反映当代化学发展水平的无机化学教科书。
这种想法激励着年轻的门捷列夫。当门捷列夫编写有关化学元素及其化合物性质的章节时，他遇到了难题。按照什么次序排列它们的位置呢？当时化学界发现的化学元素已达63种。为了寻找元素的科学分类方法，他不得不研究有关元素之间的内在联系。
研究某一学科的历史，是把握该学科发展进程的最好方法。门捷列夫深刻地了解这一点，他迈进了圣彼得堡大学的图书馆，在数不尽的卷帙中逐一整理以往人们研究化学元素分类的原始资料。
门捷列夫抓住了化学家研究元素分类的历史脉络，夜以继日地分析思考，简直着了迷。夜深人静，圣彼得堡大学主楼左侧的门捷列夫的居室仍然亮着灯光，仆人为了安全起见，推开了门捷列夫书房的门。
“安东！”门捷列夫站起来对仆人说：“到实验室去找几张厚纸，把筐也一起拿来。”
安东是门捷列夫教授家的忠实仆人。他走出房门，莫名其妙地耸耸肩膀，很快就拿来一卷厚纸。
“帮我把它剪开。”
门捷列夫一边吩咐仆人，一边动手在厚纸上画出格子。
“所有的卡片都要像这个格子一样大小。开始剪吧，我要在上面写字。”
门捷列夫不知疲倦地工作着。他在每一张卡片上都写上了元素名称、原子量、化合物的化学式和主要性质。筐里逐渐装满了卡片。门捷列夫把它们分成几类，然后摆放在一个宽大的实验台上。
接下来的日子，门捷列夫把元素卡片进行系统地整理。门捷列夫的家人看到一向珍惜时间的教授突然热衷于“纸牌”感到奇怪。门捷列夫旁若无人，每天手拿元素卡片像玩纸牌那样，收起、摆开，再收起、再摆开，皱着眉头地玩“牌”……
冬去春来。门捷列夫没有在杂乱无章的元素卡片中找到内在的规律。有一天，他又坐到桌前摆弄起“纸牌”来了，摆着，摆着，门捷列夫像触电似的站了起来，在他面前出现了完全没有料到的现象，每一行元素的性质都是按照原子量的增大而从上到下地逐渐变化着。
门捷列夫激动得双手不断颤抖着。“这就是说，元素的性质与它们的原子量呈周期性有关系。”门捷列夫兴奋地在室内踱着步子，然后，迅速地抓起记事簿在上面写道：“根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表。”
1869年2月底，门捷列夫终于在化学元素符号的排列中，发现了元素具有周期性变化的规律。同年，德国化学家迈尔根据元素的物理性质及其他性质，也制出了一个元素周期表。到了1869年底，门捷列夫已经积累了关于元素化学组成和性质的足够材料。
元素周期表有什么用呢？它可非同一般。
一是可以据此有计划、有目的地去探寻新元素，既然元素是按原子量的大小有规律地排列；那么，两个原子量悬殊的元素之间，一定有未被发现的元素，门捷列夫据此预付了类硼、类铝、类硅、类锆4个新元素的存在；不久预言得到证实。以后，别的科学家又发现了镓、钪、锗等元素。
铟的原子量应为113。它正好在钙和锡之间的空位上，性质也合适。后来的科学实验，证实门氏的猜想完全正确。最令人惊异的是，1875年法国化学家布瓦博德朗宣布发现了新元素镓，它的比重为4.7，原子量是69.723。
二是有了周期表，人类在认识物质世界的思维方面有了新飞跃。例如，通过周期表，有力地证实了量变引起质变的定律，原子量变化，引起了元素的质变。再如，从周期表可以看出，对立元素（金属和非金属）之间在对立的同时，明显存在统一和过渡的关系。现在哲学上有一个定律，说事物总是从简单到复杂螺旋式上升。元素周期表正是如此，它把已发现的元素分成8个家族，每族划分5个周期，每个周期、每一类中的元素，都按原子量由小到大排列，周而复始。
元素周期律一举连中三元，使人类认识到化学元素性质发生变化是由量变到质变的过程，把原来认为各种元素之间彼此孤立、互不相关的观点彻底打破了，使化学研究从只限于对无数个别的零星事实作无规律的罗列中摆脱出来，从而奠定了现代化学的基础。
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门捷列夫简介
作为科学教育的重要组成部分，新的化学课程倡导从学生素质的培养和社会发展的需要出发，发挥学科自身的优势，将科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地去学习，使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。本套丛书集知识性与实用性于一体，是学生在学习化学知识及教师在进行引导的过程中不可或缺的一套实用工具书。
门捷列夫于1834年2月7日诞生在俄国西伯利亚的托波尔斯克市。他父亲是位中学教师。在他出生后不久，父亲双眼固患白内障而失明，一家的生活全仗着他母亲经营一个小玻璃厂而维持着。1847年双目失明的父亲又患肺结核而死去。意志坚强而能干的母亲并没有出生活艰难而低头，她决心一定要让门捷列夫像他父亲那样接受高等教育。门捷列夫直到晚年仍深深地爱着她——一位聪慧而勤劳的母亲。在他写的献给母亲的论文中写道：“母亲的话对我犹如圣旨”。
他对语文、尤其是拉丁语很讨厌，因而成绩不好。他特别喜爱大自然，曾同他的中学老师一起作长途旅行，搜集了不少岩石、花卉和昆虫标本。他善于在实践中学习，门捷列夫自幼有出众的记忆力和数学才能，读小学时，对数学、物理、历史课程感兴趣，成绩有了明显的提高。中学毕业后，他母亲变卖了工厂，亲自送门捷列夫，经过2000多公里艰辛的马车旅行来到莫斯科。因他不是出身于豪门贵族，又来自边远的西伯利亚，莫斯科、彼得堡的一些大学拒绝他入学。好不容易，门捷列夫考上了医学外科学校。然而当他第一次观看到尸体时，就晕了过去。只好改变志愿，1850年通过父亲的同学的帮忙，进入了亡父的母校——彼得堡高等师范学校物理数学系。
母亲看到门捷列夫终于实现了上大学的愿望，不久便带着对他的祝福与世长辞了。举目无亲又无财产的门捷列夫把学校当作了自己的家，为了不辜负母亲的期望，他发奋地学习。1855年以优异的成绩从学校毕业。毕业后，他先后到过辛菲罗波尔、敖德萨担任中学教师。在教师的岗位上他并没有放松自己的学习和研究。1857年他又以突出的成绩通过化学学位的答辩。他刻苦学习的态度、钻研的毅力以及渊博的知识得到老师们的赞赏，彼得堡大学破格地任命他为化学讲师，当时他仅22岁。
在彼得堡大学，门捷列夫任教的头两门课程是理论化学和有机化学。当时流行的教科书几乎都是大量关于元素和物质的零散资料的杂乱堆积。怎样才能讲好课？门捷列夫下决心考察和整理这些资料。1859年他获准去德国海德堡本生实验室进行深造。两年中他集中精力研究了物理化学。他运用物理学的方法来观察化学过程，又根据物质的某些物理性质来研究它的化学结构，这就使他探索元素间内在联系的基础更宽阔和坚实。因为他恰好在德国，所以有幸和俄国化学家一起参加了在德国卡尔斯鲁厄举行的第一届国际化学家会议。会上各国化学家的发言给门捷列夫以启迪，特别是康尼查罗的发言和小册子。
门捷列夫这样说：“我的周期律的决定性时刻在1860年，我参加卡尔斯鲁厄代表大会。在会上我聆听了意大利化学家康尼查罗的演讲，正是他发现的原子量给我的工作以必要的参考材料；而正是当时，一种元素的性质随原子量递增而呈现周期性变化的基本思想冲击了我。”从此他有了明确的科研目标，并为此付出了艰巨的劳动。
从1862年起，他对283种物质逐个进行分析测定，这使他对许多物质和元素的性质有了更直观的认识。他重新测定一些元素的原子量。因而对元素的这一基本特征有了深刻的了解。他对前人关于元素间规律性的探索工作进行了细致的分析。他先后研究了根据元素对氧和氢的关系所作的分类；研究了根据元素电化顺序所作的分类；研究了根据原子价所进行的分类；特别研究了根据元素的综合性质所进行的元素分类。有比较才有鉴别，有分析才能做好综合。这样，门捷列夫批判地继承了前人的研究成果。
在他分析根据元素综合性质而进行的元素分类时，他坚信元素原子量是元素的基本特征，同时发现性质相似的元素，它们的原子量并不相近。相反一些性质不同的元素，它们的原子量反而相差较小。他紧紧抓住原子量与元素性质之间的关系作为突破口，反复测试和不断思索。他在每张卡片上写出一种元素的名称原子量、化合物的化学式和主要的性质。就像玩一副别具一格的元素纸牌一样，他反复排列这些卡片，终于发现每一行元素的性质都在按原子量的增大，从小到大地逐渐变化，也就是发现元素的性质随原子量的增加而呈周期往的变化。第一张元素周期表就这样产生了。
随着周期律广泛被承认，门捷列夫成为闻名于世的卓越化学家。各国的科学院、学会、大学纷纷授予他荣誉称号、名誉学位以及金质奖章。具有讽刺意义的是，1882年英国皇家学会就授予门捷列夫以戴维金质奖章。1889年英国化学会授予他最高荣——法拉第奖章。相反的，在封建王朝的俄国，科学院在推选院士时，竟以门捷列夫性格高傲而有棱角为借口，把他排斥在外。后来门捷列夫不断地被选为外国的名誉会员，彼得堡科学院才被迫推选他为院士，由于气愤，门捷列夫拒绝加入俄国科学院。从而出现俄国最伟大的化学家反倒不是俄国科学院成员的怪事。
19世纪70年代，门捷列夫拓宽了研究领域，他的工作转向不仅与化学有关而且涉及俄国科学思想发展的诸多方面，他尤其关心石油。作为一名化学家他清楚地认识到石油是发展多种产品的宝贵资源。此外，他也作了很多对煤炭工业发展有利的努力，并指出煤对人类的特殊重要性。而后，又对溶液的性质和气体的膨胀等作了一系列的探索从而赢得了遍及全球的声誉。在总结他的科学成就时他说：“建立我声誉的仅有四个方面：化学元素周期律、对气体弹性的研究、对溶液缔合作用的探讨和《化学原理》的出版。这就是我一生的全部财富。”
门捷列夫还是俄国技术协会航空分会的奠基人之一。他参与了俄国第一艘破冰船、潜水艇和多种航空器的设计。根据海军作战部的命令，他又发展了无烟火药。另外，化学品在农业上的应用、肥料的作用方面也作了大量的工作。同时，门捷列夫又是计量学的奠基人。他把聪明才智献给计量学达15年之久。值得注意的是门捷列夫对艺术的热爱，收集油画和雕塑是他的业余爱好。艺术同科学一样是他的生命。门捷列夫除了发现元素周期律外，还研究过气体定律、气象学、石油工业、农业化学、无烟火药、度量衡，由于他的辛勤劳动，在这些领域都不同程度地做出了成绩。1907年2月2日，这位享有世界盛誉的俄国化学家因心肌梗塞与世长辞，享年73岁。
门捷列夫的名字是不朽的。他的优秀品质、辉煌业绩将永远铭刻在人们心中。
