元素周期表的历史演变过程是什么？

你好，元素周期表的历史演变可以追溯到18世纪，由于化学元素的不断发现，种类越来越多，反应的性质越来越复杂。化学家开始对它们进行了整理、分类的研究，以寻求系统的元素分类体系。
一、门捷列夫发现元素周期律前对元素分类的研究
（1）1789年，法国化学家拉瓦锡在他的专著《化学纲要》一书中，列出了世界上第一张元素表。他把已知的33种元素分成了气体元素、非金属、金属、能成盐之土质等四类。但他把一些物，如光、石灰、镁土都列入元素。
1．属于气态的简单物质，可以认为是元素：光、热、氧气、氮气、氢气。
2．能氧化和成酸的简单非金属物质：硫、磷、碳、盐酸基、氢氟酸基、硼酸基。
3．能氧化和成盐的简单金属物质：锑、砷、银、认钻、铜、锡。铁、锰、汞、钼、金、铂、铅、钨、锌。
4．能成盐的简单土质：石灰、苦土、重土、矾土、硅土。
（2）1829年，德国化学家德贝莱纳（Dobereiner,J.W.1780-1849）根据元素的原子量和化学性质之间的关系进行研究，发现在已知的54种元素中有5个相似的元素组，每组有3种元素，称为“三元素组”，如钙、锶、钡、氯、溴、磺。每组中间一种元素的原子量为其它二种的平均值。例如，锂、钠、钾，钠的原子量为
（69＋39．1）／2＝23。
（3）1862年，法国的地质学家尚古多（Chancourtois,A.E.B.1820-1886）绘出了“螺旋图”。他将已知的62个元素按原子量的大小次序排列成一条围绕圆筒的螺线，性质相近的元素出现在一条坚线上。他第一个指出元素性质的周期性变化。
（4）1863年，英国的化学家纽兰兹（Newlands,J.A.R.1837-1898）排出一个“八音律”。他把已知的性质有周期性重复，每第八个元素与第一个元素性质相似，就好象音乐中八音度的第八个音符有相似的重复一样。
H1 Li2 G3 Bo4 C5 N6 O7
　　F8 Na9 Mg10 Al11 Si12 P13 S14
　　Cl15 K16 Ca17 Cr18 Ti18 Mn20 Fe21
　　Co或Ni22 Cu23 Zn25 Y24 Zn26 As27 Se28
　　Br29 Rb30 Sr31 Ce或La33 Zr32 V或Mo34 Ro或Ru35
　　Pd36 Ag37 Cd38 V40 Sn39 Sb41 Fe43
　　I42 Cs44 Ba或V45 Ta46 W47 Nb48 Au49
　　Pt或Ir50 Tl53 Pb54 Th56 Hg52 Bi55 Os51
二、元素周期律的发现
1869年3月，俄国化学家门捷列夫（1834-1907）公开发表了论文《元素属性和原子量的关系》，列出了周期表，提出了元素周期律──元素的性质随着元素原子量的递增而呈周期性的变化。他在论文中指出：“按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性。”“原子量的大小决定元素的特征。”“无素的某些同类元素将按他们原子量的大小而被发现。”
1869年12月，德国的化学家迈耶尔（Meyer,J.L.1830-1895）独立地发表了他的元素周期表，明确指出元素性质是它们原子量的函数。在他的表中，出现了过渡元素族。
为什么门捷列夫理论能战胜前期和同期理论，独占元素周期律的发现权呢？分析科学史上的这一重大案例，可知门捷列夫理论在以下几方面较其他理论优越：
⒈材料丰富
在前门捷列夫时期，发现的元素及有关的材料较少，分类工作都是局限于部分元素，而不是把所有元素作为一个整体考虑，因此也就不能很好地解释过去和现有的实验事实和化学现象。
在门捷列夫时期，发现的元素已占全部元素（现周期表上元素）的一半，且掌握了这些元素的有关知识，如物理性质、化学性质、化合价等，测定元素性质的方法得到了重大突破，特别是原子量的测定工作不断取得进展。1860年，在世界化学家大会上，化学家们同意形成统一的原子量测定方法和系统的原子量表。门捷列夫出席了这次大会，并接受了阿佛加德罗的分子论。这促使他能提出正确的元素周期律。
⒉自洽性好
纽兰兹机械地按当时测定的原子量大小排列元素，没有估计到原子量数值存在错误，又没有考虑尚未发现的元素，因此很难将事物的内在规律清楚地揭示出来。理论内部的混乱引来了其它人的嘲笑和讥讽。而迈耶尔犯了同样的错误。门捷列夫却对一些原子量进行了大胆地修改，从而消除理论内部的矛盾。如当时公认金的原子量为169．2，金就应排在锇198．6，铱196．7的前面，而门捷列夫认为应排在这些元素后面。经重新测定这些元素的原子量分别为：锇190．9，铱193．1，铂195．2，金197．2。事实证明了门捷列夫的正确。另外，他还大胆地修改了铀、铟、镧、钇、铒、铈、钍的原子量。
⒊预见性好
门捷列夫在表中对尚未发现的元素留下了4个空格，在1871年的新表中又列出6个空格，且预言了这些元素的存在及它们的性质。迈耶尔虽然也在表中留有空格，但他没有对未知元素的性质作出预言。
1875年，法国化学家布阿博德朗（Boisbandran,P.E.L.1838-1912）在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓（法国的古名叫加里亚）。这只是又发现了一个新元素而已──第65个元素，本身并无精彩出奇的地方。然而，令镓的发现者吃惊的是一封来信，笔迹不熟，来自“圣·彼得堡”。来信说，他所找到的镓的性质并不完全对，特别是该金属的比重不应当是布阿博德朗所求出的4．7，而应当在5．9到6．0之间。署名是“圣·彼德堡大学教授狄米德里·门捷列夫”。布阿博德朗是世界上独一无二的手中拿着刚发现镓的人，从没见过镓的俄罗斯教授怎么能这样说呢？
布阿博德朗感慨万千。但毕竟他是一个真正的科学家，他用严谨的科学态度来对待此事。他重新测定了纯净镓的比重，是5．96。愤慨变为钦佩。布阿博德朗在一篇论文中写到：“我认为没有必要再来说明门捷列夫先生的这一理论的伟大意义了。”这是科学史上破天荒第一次事先预言一个新元素的发现。
1879年，瑞典化学家尼尔森（Nilson.L.F.1840-1899）发现了经门捷列夫预言并详细描述了的第二个元素“类硼”。尼尔森把它叫做钪。他写到：俄罗斯化学家的思想已经得到了最明白的证明了。
1885年，德国的化学家文克列尔（Winkler.C.A.1838-1904）发现了元素锗。门捷列夫在1870年就曾经特别详细地预言过这个他叫“类硅”的元素性质。文克列尔的论文一问世，人们就把它与15年前门捷列夫的预言相比，有令人感到惊奇的巧合。发明者本人说到：未必再有例子能更明显地证明元素周期学说的正确性了。
1895年英国化学家拉姆塞（Ramsay.W.1852-1916）等人发现了气体元素氦、氩、氙等一系列惰性气体元素；1899年，居里夫人等人发现钋、镭等放射性元素，它们都按门捷列夫周期表中预定的位置就座。另外，在Mn一列留下的空位，后由电力公司老板不惜重金去探索这一元素。1925年，德国化学家诺塔克（Noddack.W.1893-1960）夫妇发现了它──铼，一种制白热电灯的极好灯丝的元素。这些都是科学思维的伟大胜利。
因此，对此理论的发现，有人作了这样的描述：在科学大道上，有一块宝石，它就是元素周期律。拉瓦锡、德贝莱纳、纽兰兹、迈耶尔等人从它身边走过，都把它拿起来看看，然后又把它扔掉。是门捷列夫吸取前人经验，仔细研究它，使之散发出本身的光彩，最后他拿着这块宝石，登上了化学的高峰，统一了整个无机化学。以上是关于元素周期表和周期律的概要，不足之处望斧正！ 2013年2月25日 15：58

元素周期律的发现是许多科学家共同努力的结果。
1789年，拉瓦锡出版的《化学大纲》中发表了人类历史上第一张《元素表》，在这张表中，他将当时已知的33种元素分四类。
1829年，德贝莱纳在对当时已知的54种元素进行了系统的分析研究之后，提出了元素的三元素组规则。他发现了几组元素，每组都有三个化学性质相似的成员。并且，在每组中，居中的元素的原子量，近似于两端元素原子量的平均值。
1850年，德国人培顿科弗宣布，性质相似的元素并不一定只有三个；性质相似的元素的原子量之差往往为8或8的倍数。
1862年，法国化学家尚古多创建了《螺旋图》，他创造性地将当时的62种元素，按各元素原子量的大小为序，标志着绕着圆柱一升的螺旋线上。他意外地发现，化学性质相似的元素，都出现在同一条母线上。
1863年，英国化学家欧德林发表了《原子量和元素符号表》，共列出49个元素，并留有9个空位。
上述各位科学家以及他们所做的研究，在一定程度上只能说是一个前期的准备，但是这些准备工作是不可缺少的。而俄国化学家门捷列夫、德国化学家迈尔和英国化学家纽兰兹在元素周期律的发现过程中起了决定性的作用。
1865年，纽兰兹正在独立地进行化学元素的分类研究，在研究中他发现了一个很有趣的现象。当元素按原子量递增的顺序排列起来时，每隔8个元素，元素的物理性质和化学性质就会重复出现。由此他将各种元素按着原子量递增的顺序排列起来，形成了若干族系的周期。纽兰兹称这一规律为“八音律”。这一正确的规律的发现非但没有被当时的科学界接受，反而使它的发现者纽兰兹受尽了非难和侮辱。直到后来，当人人已信服了门氏元素周期之后才警醒了，英国皇家学会对以往对纽兰兹不公正的态度进行了纠正。门捷列夫在元素周期的发现中可谓是中流砥柱，不可避免地，他在研究工作中亦接受了包括自己的老师在内的各个方面的不理解和压力。
门捷列夫生于1834年，10岁之前居住于西伯利亚，在一个政治流放者的指导下，学习科学知识并对其产生了极大兴趣。1847年，失去父亲的门捷列夫随母亲来到披得堡。1850年，进入中央师范学院学习，毕业后曾担任中学教师，后任彼得堡大学副教授。
1867年，担任教授的门捷列夫为了系统地讲好无机化学课程中，正在着手著述一本普通化学教科书《化学原理》。在著书过程中，他遇到一个难题，即用一种怎样的合乎逻辑的方式来组织当时已知的63种元素。
门捷列夫仔细研究了63种元素的物理性质和化学性质，又经过几次并不满意的开头之后，他想到了一个很好的方法对元素进行系统的分类。门捷列夫准备了许多类似扑克牌一样的卡片，将63种化学元素的名称及其原子量、氧化物、物理性质、化学性质等分别写在卡片上。门捷列夫用不同的方法去摆那些卡片，用以进行元素分类的试验。最初，他试图像德贝莱纳那样，将元素分分为三个一组，得到的结果并不理想。他又将非金属元素和金属元素分别摆在一起，使其分成两行，仍然未能成功。他用各种方法摆弄这些卡片，都未能实现最佳的分类。
1869年3月1日这一天，门捷列夫仍然在对着这些卡片苦苦思索。他先把常见的元素族按照原子量递增的顺序拼在一起，之后是那些不常见的元素，最后只剩下稀土元素没有全部“入座”，门捷列夫无奈地将它放在边上。从头至尾看一遍排出的“牌阵”，门捷列夫惊喜地发现，所有的已知元素都已按原子量递增的顺序排列起来，并且相似元素依一定的间隔出现。
第二天，门捷列夫将所得出的结果制成一张表，这是人类历史上第一张化学元素周期表。在这个表中，周期是横行，族是纵行。在门捷列夫的周期表中，他大胆地为尚待发现的元素留出了位置，并且在其关于周期表的发现的论文中指出：按着原子量由小到大的顺序排列各种元素，在原子量跳跃过大的地方会有新元素被发现，因此周期律可以预言尚待发现的元素。
事实上，德国化学家迈尔早在1864年就已发明了“六元素表”，此表已具备了化学元素周期表早几个月，迈尔又对“六元素表”进行了递减，提出了著名的《原子体积周期性图解》。该图解比门氏的第一张化学元素表定量化程度要强，因而比较精确。但是，迈尔未能对该图解进行系统说明，而该图解侧重于化学元素物理性质的体现。
1871年12月，门捷列夫在第一张元素周期表的基础上进行增益，发表了第二张表。在该表中，改竖排为横排，使用一族元素处于同一竖行中，更突出了元素性质的周期性。至此，化学元素周期律的发现工作已圆满完成。
客观上来说，迈尔和门捷列夫都曾独自发现了元素的周期律，但是由于门捷列夫对元素周期律的研究最为彻底，故而在化学界通常将周期律称为门捷列夫周期律。