1869 年，德米特里·门捷列夫（Dmitri Mendeleev）通过原子量对元素进行排序，创造了一种不仅可以对已发现的元素进行排序，还能预测未发现的元素的工具——元素周期表。在随后的几年，门捷列夫的元素周期表演变成为一种参考工具，被世界各地的科学家使用。
从早期的奋斗到先进的学术
德米特里·门捷列夫于 1834 年 2 月 8 日出生于西伯利亚的 Verkhnie Aremzyani。据说他有 11 个兄弟姐妹，他是其中最小的一个。门捷列夫的早年生活经历并不顺利，很难预见到他未来的伟大成就。他的父亲是一名教师，在门捷列夫出生的同一年失明了。在刚开始接受教育时，门捷列夫被莫斯科的一所学校拒绝，之后被位于俄罗斯圣彼得堡的他父亲的母校所录取。
年轻的门捷列夫在科学研究方面表现出卓越的天赋。然而，在他学习的最后阶段，他感染了肺结核，不得不搬到克里米亚休养。在恢复健康后，他继续进行学习和教学工作。等到完全康复后，他回到圣彼得堡大学（University of Saint Petersburg）完成了他的化学硕士学位。
德米特里·门捷列夫很少修剪他的头发和胡须，这使他看起来有点古怪，但他是一位受欢迎的教授。图像来自公共领域，通过Wikimedia Commons共享。
门捷列夫在 1856 年获得学位，在搬到德国海德堡专注于化学研究之前，他担任教师工作并同时进行化学研究。1861 年，他回到了圣彼得堡，在技术学院任教。1865 年，他因发表了一篇题为“关于水与酒精的结合”的论文（传说他发明了俄罗斯伏特加背后的真相）而成为科学博士。
在参加位于德国卡尔斯鲁厄举行的第一届国际化学会议时，门捷列夫讨论了对化学进行标准化的必要性，以及如果没有对元素进行分类的系统，理解这门学科是多么困难……
一本教科书和一个梦想
当门捷列夫持续投身教学中时，他对当时的教科书不太满意。他决定自己编写教科书。1861 年，他出版了 Organic Chemistry，为他赢得了 Demidov Prize。1869 年，他出版了他的第二本教科书，The Principles of Chemistry 第一卷。
在撰写 The Principles of Chemistry 第二卷时，门捷列夫比较了一组卤元素和碱金属。在这个过程中，他发现了一种规律。他注意到各组元素的原子量的递增有相似之处。他意识到，这种趋势不仅可以用来排列同组元素，而且可以用来排列所有 元素。
这一发现促使门捷列夫开始研究周期律，随后他设计了元素周期表的组织系统。与当时的其他科学家一样，门捷列夫为成功排列已有的元素而努力，他们在理论上对这个组织系统进行了几年的研究，但没有结果。后来，门捷列夫发现了原子量的递增规律，这是迈向元素周期表的第一步。下一步则是他在梦中发现的。
门捷列夫一直在使用一副写有元素及其属性的卡片来研究各种排列方法。在徒劳工作了好几天后，他最终在办公桌前睡着了。当他醒来时，他尝试按照他刚刚在梦中设想的标准来排列这些元素。
“我在梦中看到一张桌子，所有的元素都按要求摆放在那里。醒来后，我立即把它写在一张纸上。”
—— 德米特里-门捷列夫，引自 Paul Strathern ，Mendeleev’s Dream: The Quest for the Elements (Strathern, 2000) 一书
据称，门捷列夫用他在梦中看到的方法成功地排列了已有的元素，甚至纠正了一些被误标的元素。随着门捷列夫在元素周期表设计上的进展，他看到一些元素的“周期”存在空白。门捷列夫没有把这看作是一个错误，而是明白存在一些元素可以填补这些空白，它们只是还没有被发现而已。利用他的周期律，他能够预测其中一些元素最终会出现在哪里。例如，在门捷列夫的时代，镓是未知的，但他预测它是元素周期表中缺少的元素之一。他的预测是准确的，而他的系统最终也成为我们今天所熟知的化学元素周期表。
科学的通用语言
门捷列夫当时并不知道他正在按原子数和价层的电子构型排列元素。同一组中的元素可能具有相同的化学性质，而同一周期内的元素可能具有相同的原子半径。无论如何，他最初制作的表格不仅为未来的科学家发现新元素提供了方向，而且成为了未来无可比拟的参考材料。
门捷列夫周期表的早期版本，来自美国公共领域的图像，通过 Wikimedia Commons共享。
自 1869 年门捷列夫首次发现周期律以来，已知元素已从 69 种增加到 118 种。许多发现了新元素的科学家将它们的发现部分归功于门捷列夫的排序系统。例如，Berta Karlik 和她的同事 Traude Bernert 通过尝试找到表中缺失的第 85 个元素，发现了天然砹的存在。
门捷列夫的其他工作和成就
虽然成功发现元素周期表通常被认为是门捷列夫最重要的科学成就，但这位教授和化学家在他的时代对该领域也做出了其他贡献。事实上，他被公认为是将圣彼得堡市变成国际公认的化学研究中心的重要力量。门捷列夫曾在圣彼得堡技术学院和圣彼得堡国立大学担任教授。在这个城市里，可以找到门捷列夫博物馆和门捷列夫纪念碑。
俄罗斯圣彼得堡的德米特里·门捷列夫雕像和他的元素周期表。图片由 VekaSpb 提供自己的作品并获得授权（CC BY-SA 4.0），通过Wikimedia Commons共享。
门捷列夫一生中获得了许多科学奖项和认证，包括 1882 年的戴维奖章(Davy Medal)和 1905 年的科普利奖章(Copley Medal)。他还被选为皇家学会和瑞典皇家科学院的外籍会员，并于 1893 年被任命为国际度量衡局(Bureau of Weights and Measures)的局长。
最近，加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）的一个研究团队将元素命名为 Mendelevium，以纪念这位俄罗斯化学家。此外，2019 年被联合国大会命为“国际化学元素周期表年”，庆祝门捷列夫伟大发现的 150 周年纪念日。
让我们一起来庆祝德米特里·门捷列夫诞辰快乐！
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