科學探索
生活便是尋求新的知識。科學的種子，是為了人民的收獲而生長的。——門捷列夫門捷列夫科學探索探討元素間規律性
門捷列夫是一個教學非常嚴謹的人，作為無機化學教研室主任，他覺得自己更應該將無機化學這門課程講好。
他翻遍了所有的無機化學課本，閱讀了許多當時有名的化學家的著作，還時不時地在別的教授講課時去旁聽。他吸取眾人之長，勤勤懇懇地準備講義。
自從他講授無機化學這門課以後，深深感到化學還沒有牢固的基礎，化學在當時隻不過是記述無數的零碎事實和現象而已，甚至連化學最基本的基石元素學說也還沒有一個明確的概念。這種狀況對學生掌握這門科學十分不利。
門捷列夫意識到編寫一本無機化學的教科書是多麼的必要。當時的化學課本無論是國內的還是國外的版本都有內容陳舊、體係混亂的毛病。
門捷列夫決定動手寫一本新的無機化學的教材——《化學原理》，他將這本書進行了定位，規定它立足於大多數化學家所能接受的新原理，反映化學理論和實踐的一切最新成果。
門捷列夫是從來不會把自己的計劃束之高閣的。當他找齊了資料後，便開始了教材第一卷的編寫。
第一卷前言寫得非常順利，於1869年3月就出版了。當眾人都在期待下麵的章節的時候，門捷列夫卻忽然犯難了。
“這本書我究竟要以什麼作為貫穿始終的線索呢？怎麼寫才能夠讓它條理清楚，讓人一目了然呢？”門捷列夫又開始整理資料，可是越整理越是糊塗。
世界上各種元素組成的無機化合物不過5萬多種，含碳的有機化合物則有300多萬種。當年門捷列夫編寫《有機化學》時，分門別類，有條不紊，兩個月就寫完了，可現在他著手編寫《化學原理》時，卻感到無從下手。他覺得這些化合物都交錯地摻雜在一起，想寫這個，可是寫著寫著就跑到了別的上麵，而且越跑越遠。
線索！門捷列夫意識到造成這種現象的原因是沒有找到能夠將書貫穿在一起的線索。
當時人們所知道的元素隻有63種，它們之間相互反應，生成各種各樣的化合物，這些元素的性質沒有任何兩個是相同的，彼此反應形成的化合物也是五花八門：有的是氣體，有的是液體；有的沒顏色，有的是藍色、黃色、紅色；有的軟，有的硬；有的加熱變硬，有的加熱變軟等。
這些無機物之間雜亂無章，要把這麼多元素單質、化合物的性質一五一十地講出來，會讓人聽得頭發暈。
而教授們講解的時候也無規律可循，他們都按照自己認為最方便的順序：一般從氧講起，因為氧元素在自然界分布最廣；有的則先講氫，因為它是最輕的元素，當時各個元素的原子量就是相對氫而言的；也有的人把鐵放在最前麵，因為它是用途最廣的金屬；也可以從金講起，因為它是元素中最貴重的；還可以從最少見的銦講起，因為它是最“年輕”的、剛發現的。
門捷列夫在學習和工作中養成了良好的工作作風。他認為，修建科學的大廈光有材料不行，還需要計劃、協調，這樣才有可能取得成功。他不是一個盲目的收集材料的人，他是一個善於用獨特方法處理素材的科學家。
針對無機化學麵臨的混亂世界，門捷列夫堅信，自然界並不存在雜亂無章的現象，如果看到自然界呈現出雜亂無章，那隻是由於人們對自然界認識得還不夠。化學元素之間存在某種“一般規律”，這種“一般規律”還有待於人們去探索，去研究，去發現。
他說：“當我在考慮物質時，總不能避開兩個問題：物質有多少和質量是怎樣的？就是說，有兩個概念，物質的質量和化學性質。我相信物質質量的永恒性，也相信化學元素的永恒性。因此，自然而然地產生出這樣的思想：在元素的質量和化學性質之間一定存在著某種聯係。”
當時，大多數科學家熱衷於研究物質的化學成分，醉心於發現新元素，但很少有人整理和概括這方麵的材料。雖然一些有識之士也曾探索這方麵的理論，但由於存在這樣或那樣的缺點，不斷遭到攻擊，研究的人越來越少。
夜深了，門捷列夫站在窗前遙望著夜空，不斷地問自己：“我應該怎麼做呢？尋找化學元素之間的規律，是件純理論的工作，是很難有結果的研究，甚至會被認為是不務正業。我真的要做下去嗎？”
這時，他仿佛聽到天空的一角傳來巴赫的鋼琴聲，他仿佛聽見巴赫在說“能用簡單的主題，呼喚出整個世界”，他仿佛看見康尼查羅那執著的身影。
是啊，巴赫雖飽受嘲諷，卻在音樂史上樹起了一座裏程碑；康尼查羅的觀點雖一開始不被接受，他卻是為化學研究的正確方向勇於探索的孤膽英雄。對！我要知難而上，要為了自己的信念堅持下去。
於是，門捷列夫開始了自己執著的鑽研。他將整個過程分為兩步：
首先，對前人在同一問題上的工作進行盡可能多地了解、熟悉、掌握，從中汲取豐富的營養，指出失敗的教訓與成功的希望，使下一步研究工作少走彎路。
其次，對所掌握的大量資料進行比較、核對和驗證，進行去粗取精、去偽存真的整理工作，對於一些有疑問的，根據其化學性質並利用原子價、當量、相對原子質量之間的關係進行某些修正。
在化學元素之間尋找其相互聯係的工作，最早做出努力的是法國著名化學家拉瓦錫。
正如人們所評述的那樣，如果把波義耳描繪成左手握著氣筒，右手舉著木槌，正奮力敲鍾為化學世界報曉的先驅，那麼拉瓦錫就應該被描繪成左手握著水銀曲頸瓶，右手指向天平的領路人。
拉瓦錫否定了古希臘哲學家的四元素說和三要素說，建立了在科學實驗基礎上的化學元素的概念：
“如果元素表示構成物質的最簡單組分，那麼目前我們可能難以判斷什麼是元素；如果相反，我們把元素與目前化學分析最後達到的極限概念聯係起來，那麼，我們現在用任何方法都不能再加以分解的一切物質，對我們來說，就算是元素了。”
在1789年出版的，曆時四年寫就的《化學概要》裏，拉瓦錫列出了第一張元素一覽表，元素被分為四大類：
氣體，光、熱、氧、氮、氫等物質元素；簡單的非金屬物質，硫、磷、碳、鹽酸素、氟酸素、硼酸素等，其氧化物為酸；簡單的金屬物質，銻、銀、鉍、鈷、銅、錫、鐵、錳、汞、鉬、鎳、金、鉑、鉛、鎢、鋅等，被氧化後生成可以中和酸的鹽基；土質，石灰、鎂土、鋇土、鋁土、矽土等。
這個分類隻能是個嚐試，其中有很多不是元素，也沒有觸及元素之間的內在聯係。
以此為發端，到周期律發現的百多年間，由於新元素的大量出現，認識元素之間規律性方麵的工作不下幾十起之多。
這些工作，一方麵逐步清除了那些並非真正的元素，如光、熱、石灰等；另一方麵逐步地將越來越多的元素依照其理化性質變化情況，聯係在一起。其中有代表性的工作有：
瑞典化學家貝采利烏斯把元素分為三類，即負電性元素、過渡性元素、正電性元素。他試圖以元素的本質來分類，稍微有些進步。
1851年，英國醫生普勞特第一次試圖把所有的元素統一在一定的秩序下。他根據當時測定的原子量都近似整數，並且是氫原子量的整倍數，提出所有元素都是由氫原子構成的假說。它們的性質之所以不同，無非是因為所含有的氫原子多少不同罷了。
普勞特的假說過於牽強，化學家的權威責問他：“氫的原子量是1，為什麼許多元素的原子量不是整數？”
普勞特不能說出讓人信服的理由，他的新觀點不得不被認為是臆造的。但他第一次從原子量方麵來研究元素之間的關係，影響較大。
到了1829年，德國化學家德貝萊納在探索元素的原子量和其化學性質相互關係的基礎上，對元素進行局部分類，提出“三元素組”的分類法。
從已知元素中抽出15種，分為5組：鋰鈉鉀、鈣鍶鋇、氯溴碘、硫硒碲和錳鉻鐵。
德貝萊納發現，某三種化學性質相近的元素，如氯、溴、碘，不僅在顏色、化學活性等方麵可以看出有定性規律變化，而且同組元素中，中間一個元素的性質介於前後兩個元素之間，而它的原子量正好是前後兩個元素原子量的算術平均數的近似值。
“三元素組”分類法，向人們揭示了元素的原子量和元素的性質之間確實存在著內在關係，為人們指明了探索元素規律的方向。
1850年，德國藥物學家培頓科弗提出，性質相似的元素原子量相差常為8或8的倍數，並對“三元素組”分類法進行了修正，把一些原子量相近、性質相似的元素加進相關的組中去。
盡管他找到的規律僅能說明局部，而且使人感到偶然性的成分更大，但是，這種從事物本身來說明事物，尋求聯係，由定性到定量的過渡卻代表了本質上正確的新方向，開了尋找元素間規律的先河。
他的工作啟發了一批科學家開始進一步研究相對原子質量與化學性質的關係。
1862年，法國化學家尚古多創造了一個“螺旋圖”。他把當時已發現的62種元素按相對原子質量大小，有序地標在圓柱體表麵的一條上升的螺旋線上。他驚奇地發現：
化學性質相似的元素竟出現在同一條垂直的直線上，如Li－Na－K；Cl－Br－I；S－Se－Te等，和德貝萊納的“三元素組”極為相似；同一條母線上的元素的相對原子質量差值，大多數接近某一個常數16；每隔一定數目的元素，又有性質相似的元素出現在同一條母線上。
根據“螺旋圖”，尚古多第一次提出元素的性質有周期性重複的規律。他於1862年和1863年，向巴黎學院提交的有關這方麵的三篇論文、圖表和模型，由於其與某些元素化學性質的事實不盡符合，而遭到拒絕。
雖然尚古多的螺旋圖並未在周期律的發現史上起到應有的作用，但是它卻向元素周期律邁出了有力的一步。
1864年，德國化學家邁爾出版了《近代化學物理論》一書，發表了第一張化學元素周期表。這是邁爾在詳細研究各元素物理性質的基礎上，按照元素原子量的順序編排的“六元素分類表”。
這張表將每組3個元素擴大到了每組6個元素，排列的順序也是按照原子量的大小為先後，各組中相似位置的後麵元素的原子量與前麵元素的原子量之差非常接近。
這張表按原子量排成順序，對元素的分族做得已經很好，有了周期表的雛形。隻可惜表中元素還不及當時已知元素的一半。
這張表當時沒有引起化學界的關注，邁爾教授放棄了。
1865年，英國工業化學家紐蘭茲把當時已知的元素按相對原子質量大小的順序加以排列，發現從任意一個元素算起，每到第八個元素就和第一個元素的性質相近，就像聲樂的音階一樣。
於是，他把各種元素按原子量遞增的順序排成了有幾個族係和周期的周期表，並將其稱為“八音律”表。
可當1866年3月，紐蘭茲站在倫敦化學會的講壇上，滿心歡喜地報告了自己的發現後，不僅遭到漠視，而且被人挖苦。
“如果按原子量把元素挨著排列起來，就可以得到重要的定律的話，那麼按元素的名稱的第一個字母，依照字母表的順序排，又將發現什麼呢？”
最後的結果是，人們對紐蘭茲的發現不屑一顧，甚至連他的論文也未能在會刊上發表。紐蘭茲在遭到別人責難時退縮了，中止了自己的探索，未能將碰到鼻尖的真理揭示出來。
這一百多年有價值的探索，並未能在科學界得到公認，其根本原因是未能找到有說服力的、內在邏輯條理明晰的結論。盡管這些工作對局部、個別、部分元素頗為有效，但對全局、一般、整體來講，缺少必然性的描述，而這恰恰是建立周期係統應當完成的曆史任務。
這些化學前輩們沒能夠揭示化學元素的最終規律，究其實質，或是對這一自然規律的存在本身表示懷疑，或是對人揭示這一規律的能力表示懷疑。
門捷列夫在綜合分析了化學元素漫長的發現過程後，更加堅定了揭示真理的信念，堅信規律存在的客觀性和可能性。
他認為某些元素有著極大的相似性，而這些相似性絕非偶然，一定有某種內在的依從性。一切的元素，應該毫無例外地有著某種特征，既決定它們之間的類似，又決定它們之間的差別。
知道這點以後，就可以把所有的元素連同它們那不計其數的化合物，全都排成十分整齊的行列，像按照個子高低把士兵排成一隊一樣。
門捷列夫獨自漫步在涅瓦河畔，落日的餘暉灑在水麵上。他仍然在苦苦思索著那個古老的命題，想從中找出一種“能用簡單的主題，呼喚出整個世界”的規律。
他堅信，總有一天會找出這條貫穿於整個化學世界的規律，而事實上，有許多前人在一片黑暗中摸索前行，並使它初見端倪。
門捷列夫也注意到了這一點。
拉瓦錫是化學的先驅，拉瓦錫以數學和物理為手段，在一個牢固的基礎上去建立嶄新的化學。14年的苦心孤詣，14年的不懈探索，14年的不被人理解，終於建立了新的燃素說。
過去，人們認為鐵、錫、鉛等金屬是由燃素和灰渣化合而成的，而拉瓦錫的研究使人們認識到，事實恰恰相反，灰渣是金屬與氧化合成的，這就確定了元素和化合物的區別。
拉瓦錫把當時已確定的33種元素分為酸類、氧化物、 硫化物、鹽類和磷化物。這就是拉瓦錫用他的理論，甚至他的身軀為元素的研究鋪出一條走向正確的路，雖然他這一聲報曉並不高亢，他也在走出開頭的幾步後就倒下了，但後繼者們永遠不會忘記他。
普勞特，一位倫敦臨床醫生，他在1875年以匿名的方式小心翼翼地發表了自己的看法：
想想吧，在形形色色的元素中，既有像氫那樣容易燃燒容易爆炸，同時又很輕的氣體，也有像碘那樣極易升華，變成紫色蒸氣的氣體；既有像磷那樣能在暗處放出奇妙光亮並能發生各種激烈反應的元素，也有像氮那樣能在空氣中大量存在但又幾乎不發生任何化學反應的元素；既有像鈉那樣遇到氧氣能立即黯然失色的元素，又有像鉑那樣總能呈現著美麗光華的元素……這些形形色色的元素，難道真是彼此毫不相幹，各自毫無聯係，總是雜亂無章，沒有秩序和規律嗎？
來看看吧，有很多元素的原子量，都是氫的原子量的整倍數，其中，有13種是整倍數，有24種接近整倍數。那麼，是否可以大膽地假設，所有的元素，都是由氫原子組成，因而氫是所有元素的“根本元素”呢？
普勞特醫生的理論像一首浪漫的鋼琴曲，對元素的規律作出了大膽的猜測。這一猜測引發了化學家們的大討論。一時間大家爭論得十分激烈，真可謂仁者見仁，智者見智。
1829年，德國化學家貝萊納提出了名為“三元素組說”的假說。貝萊納認為：在各種元素中，存在著許多“三元素組說”，每組元素在性質上特別相似，比如氫、溴、碘為一組，鈣、銀、鋇為一組，它們的性質非常相似。
“三元素組說”雖然沒有能夠完全揭示出元素內部的聯係，但它畢竟提醒人們注意到：元素之間並非毫無關係，而是存在著一種內在的規律。
之後，德國的羅塔·邁爾教授推出了“六元素表”。這比起“三元素說”來，顯然更進了一步。他力圖揭示出元素之間內在的規律和秩序，但“六元素表”推出後，沒有引起化學界的關注，邁爾教授放棄了。
巴黎礦山學校地質教授尚古多在1862年向世人推出了他的“螺旋圖”。他先做出一個圓柱體，再把它縱向分為16等份，然後在圓柱體表麵纏繞螺旋線，並依元素原子量的多少在螺旋線上排列元素。
把原子量為1的氫排在1號縱線與螺旋線相交的點上，原子量為3的鋰就排在第3號縱線處螺旋線相交的點上，以此類推，當把所有元素排完以後，人們就會發現：化學性質相似的元素，都不約而同地排在同一條縱線上。
尚古多的這一理論本是正確的，可由於螺旋圖中的元素排列不夠完善，理論的解釋也晦澀難懂，因此它的問世不但沒有受到歡迎，反而受到嘲諷，被擱置一旁。
英國青年化學家紐蘭茲曆經三年研究，把已知的62種元素，按原子量遞增排列，稱之為“八音律”。因為他發現：從某一元素開始數到第八個元素時，該元素便與第一個元素具有相似的性質，這就正如音樂中的音階：123456712……到第八個音階，便會重複與第一個音階相似的聲音。
可當1866年3月，紐蘭茲站在倫敦化學會的講壇上，滿心歡喜地報告了自己的發現之後，他的研究成果就像石沉大海，幾乎沒有激起任何讚成的浪花，倒是有譏誚和挖苦。有人說：“如果按原子量把元素挨著排列起來，就可以得到重要的定律的話，那麼按元素的名稱的第一個字母，依照字母表的順序排，又將發現什麼呢？”
最後的結果是，人們對紐蘭茲的發現不屑一顧，甚至連他的論文也未能在會刊上發表。
化學界的前輩們已經在黑暗中摸索了很長時間，門捷列夫相信，真正激動人心的高潮會在不久的將來出現。天快亮的時候，是最黑暗的時候。總有一天，會有一聲高亢嘹亮的聲音，讓天下被陽光普照。
他覺得自己正處在黎明前最黑暗的時刻，隻要以百折不撓的精神堅持下去，他就一定能夠撥開這困惑了人們多年的迷霧。執著地進行研究
在聖彼得堡的初夏，陽光普照著大地，門捷列夫和鮑羅廷漫步在涅瓦河岸邊。鮑羅廷興致勃勃地看著周圍的景色，時不時地發出讚歎。
可是門捷列夫隻是在那裏一聲不響地走著，雙眉緊蹙，周圍的一切好像一點也打動不了他的心。
“我親愛的米嘉，有什麼煩心的事情嗎？說出來讓我幫你分擔一下。”鮑羅廷懇切地說。
“你知道的，我認定每種元素之間都是有一定的規律可循，我研究了一下關於這方麵的不同觀點，更加堅信了我的看法。現在我在想從哪個方麵著手對這些元素進行分類才是最正確的。”
“每種元素都具有多種理化性質：顏色、味道、比重、光澤、對氫氧的關係、原子價等。而這些理化性質又各不相同，你要找到一個每種元素都具有的標記，並且這個標記都各不相同，而且在物質發生化學反應後，它也不能有變化。”鮑羅廷一邊想，一邊分析著。
“物質的顏色？不對，就拿磷來說，它有紅色的、有黃色的，究竟哪種是它的本色呢？這個都確定不了，肯定不會是顏色。”門捷列夫自問自答道。
“是比重？可這種性質更不穩定，有的物質稍微一加熱，就會變輕，看來也不會是它。”
兩個人一邊走一邊討論著，將物質的性質，如導熱性、導電性、磁性等根據同樣的道理，一一列出，結果又一一地否定。這種標記究竟是什麼呢？門捷列夫苦苦地思索著。
經過仔細地研究，門捷列夫發現鉀與比它的原子量小的鈉的性質十分相似，而且在鉀以後的元素銣和銫也出現了類似的情況，它們都和鈉、鉀的性質相似。
同樣，在鹵素氟、氯、溴、碘之間也存在著類似的關係，這種相似性還出現在鈣、鍶、鋇之間。
門捷列夫的眼睛一亮：“它們之間是不是靠原子量聯係在一起的啊？原子量為各種元素共同具有,而且幾乎都不一樣，當時測得的鎳和鈷的原子量都是59，同時這些元素的原子量不會隨著化學反應的發生而發生變化，它是一個極為穩定的性質。”
這些都符合鮑羅廷對標記的設想，同時門捷列夫還發現一個有意思的現象：依照原子量逐漸遞增排列的元素，它們的金屬性逐漸減弱而非金屬性逐漸增強。
比如磷族的氮、硫族的氧和鹵素族的氟，它們的原子量分別為14、16和19，非金屬性也是氧比氮強，氟比氧強。結論是：“元素的性質隨著原子量的變化而發生變化。”
經過上述分析，門捷列夫確定了原子量為研究元素之間關係的主要依據。據這一重要依據，就能探索到使元素有相似和不相似之分的規律。那把能夠幫他找到物質世界的統一性與規律性的鑰匙找到了。
“隻要善於利用它，問題就可以解決了。”門捷列夫興奮地想。
一種元素的原子量告訴我們，這種元素的每一個原子比起最輕的元素氫來說，當時都是重多少倍。
例如，氧的原子量是16，這就是說，任何一個氧原子的重量都是氫原子的16倍；金的原子量是197，那就是說，金原子的重量是氫原子的197倍。原子量決定著組成每一元素的最簡單的微粒——原子的大小。
19世紀，人們還尚未發現一種化學元素的原子不一定都是一樣重。直至1910年英國化學家索迪提出了一個假說，化學元素存在著相對原子質量和放射性不同而其他物理、化學性質相同的變種，這些變種應處於周期表的同一位置上，稱作同位素。
不久，他就從不同放射性元素得到一種鉛的相對原子質量是20608，另一種則是208。
1912年，約瑟夫·約翰·湯姆遜製成了一種磁分離器，當他用氖氣進行測定時，無論氖怎樣提純，在屏上得到的都是兩條拋物線，一條代表質量為20的氖，另一條則代表質量為22的氖。這就是第一次發現的穩定同位素，即無放射性的同位素。
其實，許多元素都有變種，亦即所謂的同位素。有的同位素的原子比較輕，有的比較重，但它們的化學性質都相同。
一切元素的原子量都是由兩項條件決定的，一項是它的同位素的原子量，另一項是這些同位素在自然界互相混合的對比關係。
這一同位素的問題，在當時還沒有被揭示，所以人們都認為同一元素的所有原子都是絕對一樣的。任何一種元素的每一原子和任何另一種元素的每一原子間的差別，首先就表現在大小上、重量上。至於元素的其他一切特性，顯然都應該由這一基本特征來決定。
這個結論是門捷列夫把一切元素的性質仔細比較以後得出來的。他終於想到了，根據這一重要的特征，就能探索到使元素有相似和不相似之分的規律。隻要善於利用它，問題就會迎刃而解了。
門捷列夫開始時，是挑選原子量相近的各元素。後來將不相類似的元素加以對比，首先是鉀和氯，然後是對整族的堿金屬和鹵族元素。
當然在研究過程中，他也試驗了利用其他性質對元素進行分類，例如利用元素與氧、氫的關係進行分類；利用元素的金屬性和非金屬性進行分類；利用元素的活潑性順序進行分類；利用原子價進行分類，但是都不太滿意。最後他還是緊緊地抓住了元素的基本特性——原子量來探索元素之間的規律性。
在尋找元素關係的過程中，如果每有一點新的設想，就要重新製表，或在原來的表上勾來畫去，不僅麻煩，而且不便於研究。而元素的各種性質，即使能全部背出，也無法方便、直觀、明顯地加以對比研究。
門捷列夫在探索周期律時，創造了新的方法：他將當時已經發現的63種元素的名稱、相對原子質量、原子價、溶解度及性質，寫在63張卡片上，用這些卡片來對元素之間的關係加以分析、對比、排列、調整，使之逐漸地趨近於一個有規律的係統。
顯然，這種方法比每次重新書寫或勾畫要方便、明晰、隨機得多。不僅便於元素的兩相對照，而且還可以很容易地進行大幅度的調整。
門捷列夫的家人、朋友、同事還有他的學生，看到一向珍惜時間的教授突然熱衷於“紙牌”遊戲，都感到非常奇怪。而他卻拿起卡片像玩牌一樣，一會兒擺到這兒，一會兒擺到那兒，對別的事情絲毫也不在意。
通過對卡片深入的研究，門捷列夫發現了幾個難以解決的問題。
第一個是原子量變化的連續性和間斷性。
從原子量最小的氫1到原子量最大的鉍210，共有63種元素。平均每相鄰元素的原子量之差為337。凡是差在337左右的狀況，均可認為是正常的連續性變化，而超出這個變化幅度的，可視為反常、間斷性變化。
在整個序列中，這種間斷共有Ca(40)與Er(56)之間、Zn(65)與As(75)之間、Mo(96)與Rh(1044)之間、Ba(137)與Ta(182)之間，四處間斷性跳躍。
“那麼產生這種間斷的原因究竟是什麼呢？”門捷列夫冥思苦想著，“是不是原子量測定本身有問題？”
當將這一因素盡可能由實驗排除之後，他發現，在原子量變化發生間斷的地方，這些元素與前後、左右元素性質相比較，常常出現明顯的反常。
“這是為什麼呢？難道還有別的原因嗎？”門捷列夫想了很久，得出的唯一結論是：這裏有未被發現的新元素存在。可是這可能嗎？這不符合科學的理論啊！
這個問題作為一個沒有答案的難題，門捷列夫將它先放在了一邊，因為這時他發現了第二個問題。
原來門捷列夫在把元素按原子量大小排列時，發現元素鈹破壞了化合價周期變化的規律。同時鋰與硼之間相差太大，而碳與氮之間相距太近，好像前麵少了一個元素，而後麵多了一個元素，那麼這個元素是鈹嗎？
於是他把鈹放在鋰和硼之間，化合價便呈現由小到大的規律性變化，但是原子量從小到大的變化卻被破壞了。
“這是怎麼回事呢？我該怎麼處理呢？”門捷列夫忽然想到了歐德林的排表，他為顧及周圍元素之間的關係，對碘和碲在次序上作了僅有一例的倒置。
對，我為什麼不換一種思路呢，我以化合價為依據，改變鈹的原子量試試。於是他便果斷地把鈹的原子量由135改為9。緊接著他重新測定了鈹的原子量，果然是94。
由此，門捷列夫改變了自己的總體思路，變為既以原子量為主要線索，統率全局，又在局部以元素其他性質為依據，或改排某些元素的先後次序，或對原子量作了大膽的修改。
門捷列夫發現的第三個問題是，如何正確處理長短周期的關係。
門捷列夫在研究中發現，元素的性質雖然有周期性的變化，但是並不是當原子量每有一定的差值的變化，元素的化學性質也就有確定的變化，如同數學上的等差級數一樣準確無誤。
“除氫元素之外，前兩周期元素之間的對應關係早已被人發現。往下各周期，長短究竟怎樣確定？”這個也成了令門捷列夫頭疼的難題。