元素周期表的核心发明者是德米特里伊万诺维奇门捷列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev),他在 1869 年发表了份相对完整且具有预测性的元素周期表。
门捷列夫的核心贡献
门捷列夫的工作之所以被公认为元素周期表的奠基,关键在于他不仅整理了当时已知的元素,更提出了具有前瞻性的规律。
按原子量排序并分组:他将当时已发现的 63 种元素,按照相对原子质量的大小进行排列,发现元素的性质会随原子量增加呈现周期性变化(即 “元素周期律”)。
大胆预留空位:当某些元素的性质与相邻元素不匹配时,他没有强行排列,而是大胆为尚未发现的元素预留了空位,例如 “类铝”(后来的镓)、“类硼”(后来的钪)和 “类硅”(后来的锗)。
修正原子量:他根据周期律的逻辑,指出部分已发现元素的原子量测量可能存在错误,并进行了修正,后续实验证实了他的判断。
其他科学家的前期铺垫
元素周期表的形成是众多科学家逐步探索的结果,门捷列夫的工作建立在前辈的基础上。
约翰纽兰兹(John Newlands):1865 年提出 “八音律”,发现每隔 8 个元素,性质会出现相似性,但他的理论未考虑未发现元素,且在 heavier 元素上不适用,当时未被认可。
尤利乌斯洛塔尔迈耶(Julius Lothar Meyer):1864 年按原子量排列元素,绘制了包含 28 种元素的表格,侧重元素的物理性质(如原子体积)的周期性,但未像门捷列夫那样预留空位和预测新元素。
现代周期表的发展
门捷列夫最初的周期表以 “原子量” 为核心依据,现代周期表则以原子序数(原子核内质子数) 为排序标准,这一修正源于亨利莫塞莱(Henry Moseley)1913 年的 X 射线光谱研究。这一调整解决了门捷列夫周期表中少数元素(如氩和钾)原子量排序与性质不符的问题,使周期律的基础更严谨。