元素周期表是化学基本原理的最简单说明。它印在每本化学书里，挂在每个化学实验室的墙上，因为它是第一课，化学的101指南。每个元素在表中都有自己的位置，在框中由一个符号表示，通常还包括一些其他细节，如质量、原子序数和全名。这个表中的第101个元素可能是所有元素中最合适的名字，因为它是以元素周期表的设计人德米特里·门捷列夫的名字命名的。他对化学的深刻见解奠定了这门科学的基础，与他同名的元素也因此出现。
早在门捷列夫出生之前，已经有人对元素进行了区分和定义。有人设计出各种元素列表，通常按照质量增加的顺序排列。一些科学家甚至注意到某些元素之间的相似性和一致性，并试图将它们分成各个小群。但门捷列夫是第一个看到全局的人，他意识到，这不是某几个元素之间的奇怪巧合，而是一个看不见的、有规律或者说是周期性的系统在控制着所有元素的化学行为。
这本书最前面的元素周期表，完全要归功于门捷列夫那杰出的元素洞察力[1]。他在完全不知道原子是什么、原子是如何构成的情况下就取得了这一成就，更何况当时还有大量元素尚未被发现，这让他的壮举更加令人瞩目。
像他之前的许多人一样，门捷列夫的出发点是原子量。他把最轻的元素——氢，放在列表的顶端，接着是第二轻的元素，以此类推。随着名单的增加，他注意到有一些主题会反复出现。在锂之后的第七个元素是另一个与之非常相似的元素——钠。再往后七个是钾，它同锂和钠有许多相同的化学和物理性质。
门捷列夫没有继续做一个长长的垂直列表，而是做了一个八列宽的表格，他开始从左到右按原子量的顺序往这个表格里添加元素。每当他遇到一个类似第一行的元素时，他就将它添加到同一列的下面，就这样，每一列都被填满了类似性质的元素。
按照这样的方案执行下去，问题随之而来。如果严格遵循原子量增加的规则，有些元素会出现在显然不属于它们的列中。碲比碘重，但它们的化学性质表明，碲应该排在碘的前面。门捷列夫断言，他的周期律是没错的，是其他人弄错了碲或碘的原子量。他自信地修改了碲的原子量，把它放在碘的前面。
另一个问题是，表格中显然少了一些元素——就好像填字游戏一样，其中有一些交叉的答案存在很多空格，缺乏足够的字母。在这一点上，许多人会认为他们根据线索得到了错误的答案，因而否定自己的元素周期律。门捷列夫曾经也可能质疑过他面前的化学线索，所幸他的怀疑并没有持续太久。他只是简单地将元素展开，并留下一些空白的方块。
门捷列夫认为，他表格里的空缺并不意味着他的理论存在漏洞，这些空缺反而支撑了他的观点，因为这意味着还存在未发现的元素。门捷列夫利用他对化学性质的本质的深刻洞察力，在这些元素被发现之前就预测出它们的质量和性质。当它们最终被找到时，人们发现它们完全符合门捷列夫所期望的特征。
门捷列夫的周期律被证明是非常正确的，这种正确性被后来的每一个新发现所支持。他这种简单的组织形式清晰地展示了元素的行为模式，我们可以用来预测新元素的性质，以及化学反应的结果。他证明了原子量决定了元素的性质，炼金术士们梦寐以求的目标是可以实现的，只要你能做到增加或减少元素的原子量。1955年，一个科学家团队将氦和锿的质量加在一起，制造出了钔(mendelevium)——以门捷列夫命名，这种元素当然也拥有门捷列夫的周期律所预测出的所有性质。
[1] 本书开头及我国教材采用的元素周期表演变自瑞士化学家维尔纳所创的维尔纳式表(简称“长表”)，外观与门捷列夫最早设计的“短表”有明显差别。——编者注