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1829年,德国化学家J.W.德贝赖纳在研究元素的原子量与化学性质的关系时,发现了几个性质相似的元素组:锂、钠、钾;钙、锶、钡;氯、溴、碘;硫、硒、碲;锰、铬、铁。他注意到,这些组内元素的性质相似,且中间元素的原子量接近前后两个元素的平均值。
1862年,法国尚古多提出了元素性质周期性重复的理论,他用螺旋图表示62个元素,按原子量大小排列,各组性质相近的元素在同一条母线上,展示了这一规律的直观性。18年,英国的W.奥德林制作了一张详细的周期表,元素按原子量递增排列,清晰展示了元素性质随原子量变化的周期性规律,并预示了未知元素的存在。
1865年,J.A.R.纽兰兹提出了八音律,即从每个元素开始,每到第八个元素,其性质会与第一个元素相似。门捷列夫和迈尔在元素周期律的发展中发挥了关键作用。门捷列夫整理元素性质数据,发现原子量决定了元素特性,预测了许多未知元素的存在。他的第一张元素周期表中,为尚未发现的元素预留了位置,如钙与钛之间的元素(后来被发现为镓)和锌与砷、钡与钽之间的元素(后来分别被发现为钪和锗)。
迈尔的周期表则强调元素性质是原子量的函数,物理性质的考虑更为全面。他将汞与镉、铅与锡、硼与铝等元素归为同族,进一步完善了元素族的划分。这些新发现的元素性质与门捷列夫的预言高度吻合,证实了周期律的正确性。
元素周期律,指元素的性质随着元素的原子序数(即原子核外电子数或核电荷数)的增加呈周期性变化的规律。周期律的发现是化学系统化过程中的一个重要里程碑。