一張小小的卡片在門捷列夫手裏就好像一塊塊鐵板一樣沉重，他每拿起或放下一張卡片都像要費很大的力氣。他先像德貝萊納那樣把卡片按元素的原子量大小分成三組排列起來……可是毫無結果。門捷列夫打亂了這種排法，重新按原子量大小把卡片排成一行，於是就得到了一組新的組合行列。
可以看出，在這一行元素排成的隊伍中，除了鈹以外，其他元素的確排得很有規律；隨著原子量一個比一個增大，化合價從+1逐漸增大，然後又回到+1；元素的性質也是從強金屬性逐漸向非金屬性過渡，從而形成了一個周期性的變化。可惜鈹破壞了這個次序。從化合價來講，在+4和+5之中都插入了一個+3，看上去總讓人感到很別扭，不那麼完美。是鈹不應該在這個位置上呢？還是元素之間並沒有隨原子量遞增而出現性質遞變的規律呢？
在19世紀中期，元素原子量的數值等於該元素的當量數乘以該元素的化合價。元素的當量是比較容易準確測定的，可是由於當時的實驗技術水平所限，元素的化合價很難確定。拿鈹來說吧，它是當量是45，當時化學界公認的化合價是+3，所以它的原子量是：
45×3=135
可是又有人指出，鈹的某些性質同鎂類似，但這一點好像被大家忽視了。
然而，門捷列夫並沒有忽視這一點。相反，他死死抓住這一點不放。他發現，如果認為鈹和鎂是同類元素，它的化合價就是+2，那麼它的原子量就是9。門捷列夫俯下身子，全神貫注，他試著把鈹銨照新的原子量重新排放在它應該在的位置上……找到了！就在這兒，鋰和硼之間！一向沉著的門捷列夫不禁大聲喊了出來：“真是好極了！”經他這麼一排，無論從原子量的變化來看，還是從化合價的變化來看，或是從元素的金屬性到非金屬性的遞變情形來看，都是完全合適的。門捷列夫的雙手由於激動而不住顫抖著：“這就是說，元素的性質與原子量之間有周期性的關係。”他興奮地在屋裏踱來踱去，然後，抓起一支筆在紙的一角寫道：“根據元素的原子量及其化學近似性試排的元素表。”這一天是1869年2月17日，一個輝煌的日子。
門捷列夫連續作戰，他繼續玩他的“撲克”遊戲。為了使元素的周期性變化看起來更明顯和更清楚，他排出了一個字母的方陣。
但如何繼續排列這個方陣，門捷列夫又遇到了難題。按照上麵已經排出的方陣，鈣（Ca）後邊的元素應該是+3價的一個金屬，根據元素周期律，它的原子量隻應該比鈣稍大一點兒。可是，按當時所知道的原子量來說，鈣後邊的元素是鈦。但鈦的化合價不但不是+3價，而且原子量也由鈣的40突然增大到50（鈦的原子量當時測得為50，實際應該是479）如果按照鈣後邊跟隨著鈦這種順序排下去，後麵的幾個元素的性質也同上一行元素對不上號。這是門捷列夫取得新成果後碰到的第一個困難。該如何解決它呢？
為此，門捷列夫坐臥不安，一個勁地吸著煙鬥，緊張地思考著解答的方法。想著想著，他突然醒悟過來：“對了！對了！這當中還少一個元素，一個沒有被人發現的元素！它應該位於鈣和鈦之間，應該是一個+3價的金屬，它的原子量應該是45左右。”他飛快地拿出一張空白卡片，記下了這個未知元素的幾個重要數據。這個判斷在化學史上是破天荒第一次，人類肯定地預測出元素的原子量，為人們“有計劃地”發現未知元素開創了一個新紀元。當他把這張未知元素的卡片放進方陣裏以後，元素的隊伍又顯得序列整齊了。門捷列夫這才長長地舒了一口氣。他把這個未知元素叫做“類硼”，後來，他又預言了另外兩個未知的元素，並且較詳盡地描述了他稱之為“類鋁”和“類矽”元素的各種性質。若幹年後，這三種未知元素被發現了，它們的性質恰恰證實了門捷列夫的預言，人們無可置疑地接受了門捷列夫的元素周期律和元素周期表。
從這個故事中，我們可以看出元素周期的發現並不是玩出來的，而是量的積累到了一定程度產生的質的飛躍。
“門捷列夫不自覺地應用黑格爾的量轉化為質的規律，完成了科學上的一個勳業。這個勳業可以和勒維烈計算尚未知道的行星海王星的軌道的勳業居於同等地位。”這是恩格斯對門捷列夫的評價。
門捷列夫對渴望成功的年輕人忠告說：
“科學的大廈不僅需要材料，而且還需要計劃，需要協調；修建科學大廈不僅需要準備材料的工作，而且還需要砌築這些材料、製定計劃、使各構成部分協調一致……”
“不存妄念，堅持工作，決不徒仗空言，應當耐心地探索神聖而科學的真理。”
天才是什麼？那就是終生不倦地、純樸地勞動。
3鋼鐵般的意誌比智慧和博學更重要