1.若按照原子量排列，元素的性質(zhì)顯然具有周期性。

2.擁有類似性質(zhì)的元素，不是原子量類似（亦即在周期表上位于同一橫列的鄰近位置），就是原子量按規(guī)律增加（亦即位于周期表的同一縱行）。

3.周期表上的縱行代表原子價，亦即元素的“結(jié)合力”。

4.自然界最常發(fā)現(xiàn)的元素通常具有低原子量以及明確的性質(zhì)。它們位于周期表最上方，呈現(xiàn)不同元素族的性質(zhì)。

5.元素的原子量決定其性質(zhì)。

6.許多未知元素的發(fā)現(xiàn)是可預期的。

7.在得知元素在周期表上的適當位置及鄰近元素的原子量后，有時可修正該元素的原子量。

8.從元素的原子量可預測元素的特定性質(zhì)屬性。

門捷列夫跟邁爾及其他研究領(lǐng)域類似的化學家不同，他并不滿足于普遍的規(guī)律，反而大膽地將周期表轉(zhuǎn)換為進行特定預測的“思想工具”。門捷列夫在建立周期表時充滿自信，當元素的性質(zhì)與按照原子量預測的性質(zhì)不符時，他會認為是原子量有誤，而非周期表有誤。例如，為了將銦置于周期表中，他將銦原本公認的原子量乘上3倍。同樣地，他將公認的鈾原子量加倍，并將鈦的原子量從52下調(diào)至低于48。

大多數(shù)的化學家并不認同門捷列夫偉大的統(tǒng)一遠見。許多人不喜歡他改動公認的原子量，例如邁爾在1870年寫道：“根據(jù)這么不確定的基礎來變動公認的原子量，顯然太過輕率?！痹S多人認為他的整個理論令人無法信服，甚至不科學。不過門捷列夫已丟下不容忽視的戰(zhàn)帖：“兩者只能擇一，要就是認定周期律完全正確，并且據(jù)以形成新的化學研究方法，否則就是全盤否定?！?/p>

周期律與元素周期表在接下來的20年內(nèi)的確贏得認同，主要是因為門捷列夫的預測。他將自己的研究與名聲孤注一擲，預測三種元素（類鋁、類硼與類矽）的原子量，詳述其性質(zhì)并填入周期表的特定空格里。當法國化學家勒科克?德?布瓦博德朗（Lecoq de Boisbaudran）于1875年發(fā)現(xiàn)鎵時，其化學性質(zhì)十分吻合門捷列夫的“類鋁”，不過它的原子量比門捷列夫的預測輕。門捷列夫堅持是德?布瓦博德朗的測量有誤。德?布瓦博德朗在重復實驗后驚訝地發(fā)現(xiàn)，門捷列夫預測的原子量比自己第一次的測量結(jié)果還準。后來門捷列夫的類硼，亦即銑，于1879年發(fā)現(xiàn)，而1886年則發(fā)現(xiàn)他所謂的類矽，即鍺。這兩個發(fā)現(xiàn)都證實他的預測非常準確，不僅是原子量而已，還包括該元素的比重、比熱容、所形成的化合物，甚至這些化合物的密度與熔點。到了1889年，當門捷列夫出版他的教科書《化學原理》（Principles of Chemistry）第五版時，已能納入一長串經(jīng)過實驗證明的預測，并且盛贊那些證實他這些研究成果的科學家為“周期律的真正奠基者”。

門捷列夫的周期表為化學帶來三大好禮。首先，他將元素從一堆不相關(guān)的個體轉(zhuǎn)變?yōu)榫挥行虻年嚵校渲懈髟刈宓男再|(zhì)及其與鄰近元素的相似性明顯可見。第二，他跟天文學家與物理學家一樣，能夠進行預測。如同應用牛頓定律預測海王星的存在與位置的勒維耶（Leverrier），門捷列夫應用周期表呈現(xiàn)的規(guī)律，預測新元素的存在與性質(zhì)，這是前所未見的做法。他冒著受到非議的風險，最后終于贏得了名聲。這種預測能力賦予化學家無比的信心與創(chuàng)意，催生了今天合成材料、合成藥物，甚至合成基因的研究。一旦門捷列夫的研究獲得認可，元素將遵循嚴謹?shù)呐帕许樞颍斨酗@然有極其重要的基本原理存在。

在1870年，門捷列夫和其他人都不明白為什么大自然會創(chuàng)造出這樣的元素集合，又為何使它們各自具有特殊的屬性。門捷列夫?qū)υ刂芷谛缘母緛碓催M行預測，最后也證實他的預測是正確的。他堅稱關(guān)鍵在于元素呈現(xiàn)不連續(xù)的變化，沒有中間媒介。他直覺地認為，元素具有獨特的階梯式排列及性質(zhì)，代表必定有一種尚未發(fā)現(xiàn)的自然基本定律存在。對于這些在當時還無法解釋的跳躍性質(zhì)，他這么寫道：“人類最終必定能夠找到完整的解釋，我認為一直要到我們能解釋重力定律這類基本的自然定律之后，才有可能找到?！?/p>

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，門捷列夫預測的這種新“基本定律”來自量子世界。1900年，普朗克（Max Planck）率先不情愿地跨入此領(lǐng)域，證實了能量只能以不連續(xù)量發(fā)散或吸收。1913年，丹麥物理學家玻爾（Niels Bohr）將普朗克的能量子（quantum of energy）套用于盧瑟福（Ernest Rutherford）的原子模型后，終于能夠解釋元素在周期表的位置。1925年，在把鮑立（Pauli）的不相容原理與玻爾的原子論結(jié)合后，物理學家證實四個本身必須以不連續(xù)階段變化的量子變數(shù)，迫使電子在連續(xù)的原子“殼層”（shells）內(nèi)累積。例如，氦的兩個電子形成自給自足的殼層，使它具備化學惰性。不過鋰的第三個電子未能填滿下一殼層，因此活性大。隨著原子數(shù)（與原子量）的增加，電子按照2、8、18、32的數(shù)量填滿殼層。量子規(guī)律將元素一一置入門捷列夫55年前成功發(fā)現(xiàn)的排列中。

門捷列夫的人格特性在其偉大的科學預測上展露無疑，而在他的政治作為上也同樣鮮明。由于從小在西伯利亞成長，門捷列夫吸收了放逐當?shù)氐募みM人士和改革者的理想主義。他的姐姐嫁給一位遭放逐的十二月黨人，這些人曾在1825年10月反抗沙皇尼古拉斯一世。隨著門捷列夫的科學名聲日益增高，他一生所鼓吹的人道主義與民主觀念也對學術(shù)機構(gòu)形成更大的威脅。1880年，圣彼得堡科學學會的反動分子制造騷動，阻止他獲選為正式會員。1890年，門捷列夫毅然決定親自代表圣彼得堡大學的學生，遞交陳情書給教育部。盡管他享有國際名聲，又在大學任教30年，但有關(guān)當局仍然拒絕他的介入，而他也因此被迫辭職。

門捷列夫從未背離自己的根。終其一生，他的穿著都簡單樸素，并且鄙視精英的浮華服飾。發(fā)現(xiàn)惰性氣體元素的英國化學家雷姆塞（William Ramsa）在見過門捷列夫之后，形容他是“獨特多發(fā)的外國人”。門捷列夫投入數(shù)十載的光陰，努力研究俄國尚未開發(fā)的石油、煤與鐵礦資源。他認為經(jīng)濟發(fā)展是帶領(lǐng)俄國人民脫離貧窮的唯一方法。在沙皇政府多年的漠不關(guān)心下，門捷列夫的研究最終仍刺激了俄國早期工業(yè)的發(fā)展。如同與他同時代的托爾斯泰與陀思妥耶夫斯基一樣，門捷列夫也發(fā)言和寫作捍衛(wèi)人權(quán)。不過他一直是位實用主義者，強調(diào)教育、就業(yè)與經(jīng)濟發(fā)展是邁向更美好世界的關(guān)鍵，而且他以滿腔的熱忱相信科學。他的性格與命運是在實驗室中追尋科學真相時錘煉出來的，他寫道：“在了解科學領(lǐng)域的生活是這么滿足、愉悅與自由后，科學家熱誠地希望許多人能入其堂奧?！?/p>

門捷列夫于1907年冬天因肺炎辭世，享年72歲。數(shù)以百計他誠心以待的大學生，在喪禮行列中隨侍一旁，驕傲地抬著他的棺木與周期表為他送行。這是俄羅斯歷史與科學史上獨特的一刻。然而，從門捷列夫過去的生活方式來判斷，他恐怕不會因此而深受感動，反倒可能說：“很好，現(xiàn)在我們繼續(xù)工作。”