元素周期表是如何工作的

1829年，一位名叫j·w·多贝雷纳的德国化学家注意到，三种元素中的某些基团具有相似的性质。他称这些群体为三合会并在此基础上发布了一个分类系统。例如，氯，溴和碘形成了一个三元组，基于这样的事实原子量溴(79.904)与氯(35.453)和碘(126.904)的平均原子质量相近。不幸的是，对于多贝雷纳和他的科学遗产来说，并不是所有的元素都可以归为三合会，所以他的努力失败了。另一种分类系统试图将这些元素像音符一样分成八度，但没有成功。

1869年，俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫(Dmitry Mendeleyev)发表了第一张元素周期表，将每个元素的化学性质和质量写在卡片上。他根据原子质量的增加来排列卡片，发现具有相似性质的元素以一定的间隔出现。但他对他的桌子有点随意。在某些情况下，他违反了增加原子质量的顺序，把性质相似的元素放在一起。例如，他把碲(原子量128)放在碘(原子量127)之前，这样碘就可以和氯、溴、氟组成一组，这些元素的性质都与碘相似。他还推断，如果元素必须颠倒以保持周期模式，那么原子质量值一定是错误的。最后，他在表格中留下了一些空白，用来标记那些他认为应该存在但尚未被发现的元素。

门捷列夫的元素周期表预测了三种元素的原子量:45、68和70。当这些元素后来被发现并分别鉴定为钪、镓和锗时，他的观点被证明是正确的。现代元素周期表中列出的原子量与门捷列夫时代的原子量略有不同，因为原子量的测量方法在20世纪得到了改进。这些发现证明了门捷列夫方法的有效性，即使它并非没有问题。对此的解释必须等到20世纪初，那时原子开始显露出来。

1911年，英国化学家亨利·莫斯利研究了x射线当高能电子轰击各种元素时释放出来的。每种元素发出的x射线都有其独特的频率，随着原子质量的增加而增加。莫斯利按照频率递增的顺序排列了这些元素，并给每个元素分配了一个数字，叫做原子序数（Z)．他意识到原子序数等于质子或电子的数目。当元素通过增加原子序数来排列时，无需改变某些元素就能观察到周期模式(就像门捷列夫所做的那样)，元素周期表上的“空穴”导致了新元素的发现。莫斯利的发现被总结为周期律当元素按照原子序数递增的顺序排列时，它们的化学和物理性质就有了一种周期模式。这一定律催生了现代元素周期表。