关于化学元素的小论文

好样的 我抄了。

我是化学元素铁；我的化学符号是Fe，原子序数是26，在化学元素周期表中位于第4周期、第VIII族，是铁族元素的代表。是最常用的金属。我是过渡金属的一种，是地壳含量第二高的金属元素。我被发现于公元前3500年的古埃及。它们包含的镍，表明它们来自流星。古代小亚细亚半岛（也就是现今的土耳其）的赫梯人在3500年前（公元前1500年前）是第一个从铁矿石中熔炼出我的，这种新的、坚硬的金属给了他们经济和政治上的力量，铁器时代开始了。中国也是最早发现和掌握炼铁技术的国家之一。1973年在中国河北省出土了一件商代铁刃青铜钺，表明3300多年以前中国人认识了我，熟悉了我的锻造性能，识别了我与青铜在性质上的差别，把铁铸在铜兵器的刃部，加强铜的坚韧性。经科学鉴定，证明铁刃是用陨铁锻成的。随着青铜熔炼技术的成熟，逐渐为铁的冶炼技术的发展创造了条件。另外人体中也含有我。我是血红蛋白的成分，帮助氧气运输；

我质地软，不过如果是我与其他金属的合金或者是掺有我，熔点降低，硬度将增大，具体要看杂质或者合金的性质了；

我是工业部门不可缺少的一种金属。我与少量的碳制成合金——钢，磁化之后不易去磁，是优良的硬磁材料，同时也是重要的工业材料，并且也作为人造磁的主要原料。我有多种同素异形体。我是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面，我的化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。我是一变价元素，0价只有还原性，+3价只有氧化性，+2价既有还原性又有氧化性。常温时，我在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，若有杂质，在潮湿的空气中易锈蚀；在有酸气或卤素蒸气存在的湿空气中生锈更快。在高温时，则剧烈反应，如我在氧气中燃烧，生成Fe3O4，赤热的我和水蒸气起反应也生成Fe3O4。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外，还有复合氧化物Fe3O4（是磁性氧化物）生成。我易溶于稀的无机酸中，生成二价铁盐，并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，我表面生成一层氧化物保护膜，使我“钝化”，故可用铁制品盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝酸。在加热时，我可以与浓硫酸或浓硝酸反应，生成+3价的铁盐，同时生成SO2或NO2等等。

金属争王位旁白：金属王国的居民们一直过着平静的生活。

说是“王国”，可金属王国却从来没有国王。于是有一天，王国里资格最老的金属铜把大家召集了起来。

铜：“我看这样下去不行，人家的王国都有国王，哪像咱们这样，还过着原始的生活。现在，我们就来推选一位国王吧！”旁白：众金属听后，顿时议论纷纷，不知该选谁当国王好。

正当大伙儿犹豫之际，闪闪发光的金跳了出来。金（大声叫道）：“这还用选吗？当然是我来当国王了！我是金属中身价最高的金属之一，我的名声地球人都知道。

怎么样，我当之无愧吧！”铁（满不服气地说）：“哼，身价高有什么了不起！要说国王的最佳人选，还是我老铁。一来我的资格也很老，只比铜老晚生了一些年头；二来我的用途十分广泛，那可要比任何金属都广，因而我也是目前世界年产量最高的金属。

甚至连人的体内也缺不了我呢！这样看来，国王归我当吧！”旁白：年轻的金属铝面对长辈毫不讲礼铝：“且慢！你们两位都靠边儿，你们一个说身价高，一个说产量大，我看都没资格！看看我，我可是地壳中元素含量第三、金属元素含量最高的，可供开采的年限也高居榜首，远超过你铁大爷了。再说了，人们现在对我可谓是关怀备至，而对铜、铁二位则不如从前，甚至还有了‘破铜烂铁’这样的贬义词。

如此，我当国王实不为过吧！”旁白：资格最老的铜在一旁气得胡子都翘起来“放肆！你竟然当众侮辱我──你的长辈，要说当国王，还是我来比较好。首先我的资格比你们都老，早在商朝时期人们就开始使用青铜器了；然后由于我的导电性能良好而又不昂贵，被广泛应用于人类的电力事业，就算你们不服，也要尊重我这个长辈以及我对人类的贡献吧！”旁白：听了他们四种金属激烈争辩之后，大家更是议论纷纷，选举的场面顿时紧张了起来。

各种金属都拿出了自己的看家本领，想压倒其他金属，大家都想当国王了。铜：“打住打住，今天先到这吧，推选国王的事改日再说……”。

金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。

人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始：

一、分类：

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%~4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。

金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。

铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。

变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。

喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。

金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。

二、性能

为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。

材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。

材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。

三、生产工艺：

金属材料生产，一般是先提取和冶炼金属 。

有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分，然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属，钢铁通常采用火法冶金工艺，即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉（炼铁）等进行冶炼和熔炼；有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ；高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后，经过铸造成型，或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯，再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品，要求其有特定的内部组织和力学性能，还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理（将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间，以提高其强度和硬度）等。

四、发展趋势：

金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步，传统的金属材料得到了迅速发展，新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料，已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用，并产生了巨大的经济效益。

先说喜欢的元素再介绍

12图

镁 听语音 [měi]

英国戴维于1808年用钾还原氧化镁制得金属镁。它是一种银白色的轻质碱土金属，化学性质活泼，能与酸反应生成氢气，具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布，是人体的必需元素之一。

中文名

镁

外文名

Magnesium

化学式

Mg

相对原子质量

化学品类别

活泼金属单质

发现简史 听语音

第一个确认镁是一种元素的是Joseph Black，在爱丁堡（英国）于1755年。他辨别了石灰（氧化钙，CaO）中的苦土（氧化镁，MgO），两者各自都是由加热类似于碳酸盐岩，菱镁矿和石灰石来制取。另一种镁矿石叫做海泡石（硅酸镁），于1799年由Thomas Henry报告，他说这种矿石在土耳其更多的用于制作烟斗。[1]

不纯净的镁金属在1792年由Anton Rupprecht首次制取，他加热苦土和木炭的混合物。纯净但非常小量的金属镁在1808年由Humphry Davy电解氧化镁制取。然而，是法国科学家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使用氯化镁和钾反应制取了相当大量的金属镁于1831年，之后他开始研究它的特性。

许多世纪以前，古罗马人认为“magnesia”（希腊Magnesia地区出产的一种白色镁盐，镁元素即因此得名）能治疗多种疾病。直到1808年，英国化学家戴维采用电解苦土（含镁）的方法分离出元素镁。20世纪30年代初 E·V·McCollum 及其同事首次用鼠和狗作为实验动物，系统地观察了镁缺乏的反应。1934年首次发表了少数人在不同疾病的基础上发生镁缺乏的临床报道。证实镁是人体的必需元素。[1]

镁是在自然界中分布最广的十个元素之一（镁是在地球的地壳中第八丰富的元素，约占2%的质量，亦是宇宙中第九多元素），但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。

这是什么东西？哦抱歉，没听说过化学是什么····我是来凑热闹的.这是网上找的，祝你早日找到答案吧.汗···我读文科······化学两字都快忘记怎么写了.化合价的代数和为零这是基本原理.例KNO3,K和O都是固定的化合价，可以直接标上去，N因为有多种的化合价，就应用“化合价的代数和为零”，算出N是+5价.以后叫你标价，先标化合价固定的元素，如H,0等等，再利用“化合价的代数和为零”，列个等式就算出来了.差量法 差量法是依据化学反应前后的莫些“差量”（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等）与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题法.此法将“差量”看作化学方程式右端的一项，将已知差量（实际差量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例，其他解题步骤与化学方程式列比例式解题完全一致.用差量法解题的关键是正确找出理论差量.[差量法在化学计算中有广泛的用途，其中较为常见的是“质量差法”和“体积差法”] 差量法的适用条件：（1）反应不完全或有残留物.在这种情况下，差量反映了实际发生的反应，消除了未反应物质对计算的影响，使计算得以顺利进行.（2）反应前后存在差量，且此差量易求出.这是使用差量法的前提.只有在差量易求得时，使用差量法 才显得快捷，否则，应考虑用其他方法来解.SiO2 +4 -2MgO +2 -2SO3 +6 -2CO2 +4 -2K2O +1 -2AgCl +1 -1Cu 0 H2 0 NaOH +1 -2 +1O2 0很好写的，单质都是0；化合物的话，氢肯定+1，氧肯定-2，剩下的加一起代数和是0就行。

论钠的性质

钠，一种金属元素，质地软，能使水分解释放出氢。在地壳中钠1的含量为，居第六位，主要以钠盐的形式存在，如食盐（氯化钠）、智利硝石（硝酸钠）、纯碱（碳酸钠）等。钠也是人体肌肉和神经组织中的主要成分之一。在古汉语中，“钠”字的意思是锻铁。

化学性质

钠原子的最外层只有1个电子，很容易失去。因此，钠的化学性质非常活泼，在与其他物质发生氧化还原反应时，都是由0价升为+1价。金属性强。

1.钠跟氧气的反应

在常温时4Na+O2=2Na2O （白色固体）

在点燃时2Na+O2=Na2O2 （淡黄色粉末）

钠在空气中点燃时，迅速熔化为一个闪亮的小球，发出黄色火焰，生成过氧化钠。过氧化钠比氧化钠稳定，氧化钠可以和氧气化合成为过氧化钠，化学方程式为：2Na2O+O2=2Na2O2

2.钠能跟卤素、硫、磷、氢等非金属直接发生反应，生成相应的化合物，如

2Na+Cl2=2NaCl

2Na+S=Na2S（硫化钠）（钠与硫化合时研磨会发生爆炸）

3.钠跟水的反应

在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠放入水中。

观察到的现象及由现象得出的结论有：

1、钠浮在水面上（钠的密度比水小）

2、钠熔成一个闪亮的小球（钠与水反应放出热量，钠的熔点低）

3、钠在水面上四处游动（有气体生成）

钠单质与水的反应

4、发出嘶嘶的响声（生成了气体，反映剧烈）

5、事先滴有酚酞试液的水变红（有碱生成）

反应方程式

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

钠由于此反应剧烈，能引起氢气燃烧，所以钠失火不能用水扑救，必须用干燥沙土来灭火。钠具有很强的还原性，可以从一些熔融的金属卤化物中把金属置换出来。由于钠极易与水反应，所以不能用钠把居于金属活动性顺序钠之后的金属从其盐溶液中置换出来。

4、钠与酸溶液反应

钠与酸溶液的反应涉及到钠的量，如果钠少量，只能与酸反应，如钠与盐酸的反应：

2Na+2HCl=2NaCl+H2↑

如果钠过量，则优先与酸反应，然后再与酸溶液中的水反应，方程式见3

5、钠与盐反应

(1)与盐溶液反应

将钠投入盐溶液中，钠先会和溶液中的水反应，生成的氢氧化钠如果能与盐反应则继续反应。

如将钠投入硫酸铜溶液中：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓

(2)与熔融盐反应

这类反应多数为置换反应，常见于金属冶炼工业中，如

4Na+TiCl4（熔融）=4NaCl+Ti（条件为高温）

Na+KCl=K+NaCl（条件为高温）

钠与熔融盐反应不能证明金属活动性的强弱

6、钠与有机物反应

钠还能与某些有机物反应，如钠与乙醇反应：

2Na+2C2H5OH→2CH3CH2ONa+H2↑（生成物为

铁合金的定义、用途及分类 .铁合金的定义 铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素组成的，并作为钢铁和铸造业的脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂等的合金。

例如硅铁是硅与铁的合金；锰铁是锰与铁的合金；硅钙合金是硅与钙组成的合金。就生产方法与用途而言，铁合金还包括含铁极低的锰、铬、钒及工业硅等合金金属。

铁合金的用途 铁合金是钢铁工业和机械铸造行业必不可少的重要原料之一，其主要用途：一是作为脱氧剂，消除钢液中过量的氧；二是作为合金元素添加剂，改善钢的质量与性能。随着我国钢铁工业持续、快速地发展，钢的品种、质量的不断扩大和提高，对铁合金产品提出了更高要求，铁合金工业日益成为钢铁工业的相关技术和配套工程。

下面概述它们的用途： （1）用作脱氧剂。炼钢过程是用吹氧或加入氧化剂的方法使铁水进行脱碳及去除磷、硫等有害杂质的过程。

这一过程的进行，虽然使生铁炼成钢，但钢液中的含量增加了。[O]在钢液中一般以[FeO]的形式存在。

如果不将残留在钢中多余的氧去除，就不能浇铸成合格的钢坯，得不到力学性能良好的钢材。为此，需要添加一些与氧结合力比铁更强，并且其氧化物易于从钢液中排除进入炉渣的元素，把钢液中的[O]去掉，这个过程叫脱氧。

用于脱氧的合金叫脱氧剂。 钢水中各种元素对氧的结合强度，即脱氧能力，从弱到强的顺序如下：铬、锰、碳、硅、钢、钛、硼、铝、锆、钙。

因而，一般炼钢脱氧常用的是由硅、锰、铝、钙组成的铁合金。 （2）用作合金剂。

合金钢中因其含有不同的合金元素而具有不同的性能。钢中合金元剂。

常用的合金剂有硅、猛、铬、钼、钢、钨、钛、钴、镍、硼、铌、锆等铁合金。 （3）用作铸造晶核孕育剂。

改善铸铁和铸钢的性能的措施之一是改变铸件的凝固条件。为了改变凝固条件，往往在浇铸前加入某些铁合金作为晶核，形成晶粒中心，使形式成的石墨变得细小发散。

晶粒细化，从而提高铸件的性能。 （4）用作还原剂。

硅铁可用作生产钼铁、钒铁等其他铁合金时的还原剂；硅铬合金、锰硅合金分别用作中低碳铬铁和中低碳猛铁生产的还原剂。 （5）其他方面的用途。

在有色冶金和化学工业中，铁合金也越来越被广泛地使用。例如，中低碳猛铁用于生产电焊条；硅铝合金用于生产硅铝明中间合金；铬铁用作生产铬化物和镀铬的阳极材料，有些铁合金用作生产耐高温材料。

铁合金产品的分类 随着现代科学技术的发展，各个行业对钢材的品种、性能的要求越来越高，从而对铁合金也提出了更高的要求。铁合金的品种在不断地扩大。

铁合金的品种繁多，分类方法也多。一般按下方法分类； （1）按铁合金中主元素分类，主要有硅、锰、铬、钒、钛、钨、钼等系列铁合金。

（2）按铁合金中含碳量分类，有高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品种。 （3） 按生产方法分类，有高炉铁合金，包括：高炉高碳猛铁、低硅猛合金、低硅铁等；电炉铁合金，包括高碳猛铁、高碳铬铁、硅铁、猛硅合金、硅铬合金、硅铝合金、硅钙合金、磷铁、中低碳和微碳铬铁、中低碳猛铁、精炼钒铁等；炉外法（金属热法）铁合金，金属铬、钼铁、钛铁、硼铁、钒铁、锆铁、高钒铁等；真空固态还原法铁合金，包括超微碳真空铬铁、氮化铬铁、氮化猛铁等；转炉铁合金，包括转炉中碳铬铁、转炉低碳铬铁、转炉中碳猛铁等；电解法铁合金，电解金属铬、电解金属猛等。

此外，还有氧化物压块与发热铁合金等特殊铁合金。 （4） 含有两种或两种以上合金元素的多元铁合金，主要品种有硅铝合金、硅钙合金、猛硅铝合金、硅钙铝合金、硅钙钡合金、硅铝钡钙合金等。

铁合金生产的主要方法 铁合金的生产法很多，其中大部分铁合金产品是采用火法冶金生产的。根据使用的冶炼设备、操作方法和热量来源，主要有以下几种（详见表1-1 所示）。

高炉法 高炉法所使用的主体设备为记炉。高炉法是最早采用的铁合金生产方法。

高炉法冶炼铁合金和高炉冶炼生铁基本相同。目前主要是生产高炉高碳锰铁。

高炉锰铁生产主要原料为锰矿、焦碳和熔剂以及助燃的空气或富氧。把原料从炉顶装入炉内，高温空气或富氧经风口鼓入炉内，使焦炭烧获得高温及还原气体对矿石进行还原反应，熔化了的炉渣、金属积聚在炉底通过渣口、铁口定时出渣出铁。

随着炉料的熔化、反应和排出，再不断加入新炉料，生产是边连续进行的。 用高炉法生产铁合金，具有劳动生产率高，成本低等优点。

但鉴于高炉炉缸温度的局限性，以及高炉冶炼条件下金属被碳充分饱和，因此高炉法一般只用于生产易还原元素铁合金和低品位铁合金，如高碳锰铁、低硅铁、低锰硅、镍铁及富锰渣等。 电炉法 电炉法是生产铁合金的主要方法，其产量约占全部铁合金产量的4/5，所使用的主体设备为电炉。

电炉主要分为还原电炉（矿热炉）和精炼炉两种： （1） 还原电炉（矿热炉）法。还原电炉法是以碳作还原剂还原矿石生产铁合金的。

炉料加入炉内并将电极插埋于炉料中，依靠电弧和电流通过炉料而产生的电阴电弧热，进行埋弧还原冶炼操作。熔化的金属和熔渣集聚在炉底并通过出铁口定时出铁出。

元素周期律的发现及元素周期表的建立和完善 元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。元素周期律是自然科学特别是化学学科中的重要基础理论之一。它的发现是自然科学中的一个重大成就，对化学以致整个自然科学的发展都起了很大的推动作用。元素周期律及元素周期表的建立和发展，使之具有如今的面貌，不是一帆风顺的，经历了辩证法和形而上学⑴之间的激烈斗争过程。自1661年英国化学家波义尔发表《怀疑的化学家》一书。提出元素概念，“把化学确立为科学”⑵以来，在整整一个半世纪中，由于形而上学在人们的思想中占了统治地位，再加上当时所提供的实践资料也不充分。直到1800年，人们总共才发现了28种元素，因而元素间相互联系的辨证性质还不可能被揭露出来，化学工作者只好把多种多样的化学元素看作是彼此独立，互不相关的，对元素进行孤立，割裂的研究，从事着对化学元素的简单堆积。后来，随着生产的发展，科学也大踏步地前进了。形而上学的自然观被自然科学的一系列重大发现，打开了一个又一个缺口，弄得百孔千疮。几十种元素间孤立无关的传统观念，也开始引起人们的怀疑。1815年，普劳特提出“氢原子构成一切元素”的假说，说明元素间不是绝对毫无联系的。由于当时认为氢元素的原子量为1，无法解释像Cl（相对原子质量为）等这样一些带小数的原子量，因而普劳特的看法未能被同时代的人所接受。但是，他认为元素间有联系的思想是可贵的，对以后的工作具有积极影响。普劳特以后的几十年间随着生产实践的发展，特别是人们把电力应用于化学，发现了电解的方法，以及人们利用光谱分析仪器观察了各种元素的光谱之后，不断发现了一些新的化学元素，认识了它们的基本化学性质，揭露元素间具有相互联系的感性材料愈来愈丰富。到1869年，人类已知63种元素，并积累了不少关于这些元素的物理、化学性质的资料。因此，人们产生了整理和概括这些感性资料的迫切要求。在寻找元素性质间的内在联系的同时，提出了将元素进行分类的各种学说。1829年，德柏莱纳⑶把当时54种元素中的15种，按元素间的类似性分成五组，提出了“三素组”的假设⑷。认为一组中的三个元素不仅性质相似，而且原子量的大小也是有规律的，中间元素的原子量，等于前后两个元素的原子量的算术平均值。这是第一次明确地提出了元素的原子量和性质之间的关系问题。1826年，尚古都在圆柱上制成了一个螺旋图。将元素按原子量递增的顺序排在螺旋线上，结果性质相似的元素都在同一垂线上。第一次暗示了周期的概念。1864年，德国人迈耶尔⑸发表了《六元素表》。在表中，他跟据相对原子量递增的顺序把性质相私的元素六种、六种进行分族。但《六元素表》包括的元素并不多，还不及当时已经知道的元素的一半。1865年，英国人纽兰兹⑹把当时已经知道的元素按相对原子质量由小到大的顺序排列，发现从任意一种元素算起，每到第八种元素就和第一种元素的性质相似，犹如八度音节一样，他把这个规律叫做“八音律”，但是，由于他没有充分估计到当时的相对原子质量测定可能有错误，而是机械地按照相对原子质量有小到大的顺序排列，他也没考虑到还未被发现的元素，没有为这些元素留下空位。因此，他按“八音律”排的元素在很多地方是混乱的，没有能正确地揭示出元素间的内在联系的规律。至1869年，总共已有63种化学元素被人们发现，其中金属48种，非金属15种占天然元素的三分之二，俄国化学家门捷列夫⑺在前人的工作基础上，仔细研究了各种元素的颜色、沸点、比重、硬度、导电性、磁性、导热性、原子量等各种性质，分析总结了很多试验数据，对大量的感性材料，经过一番去粗存精，去伪存真，由此及彼，由表及里地改造和处理。他把当时已知的63种元素的名称，原子量，氧化物以及各种物理与化学性质，分别写在各元素的卡片上。他在排列这些卡片时，不仅根据元素的原子量，而且很重视元素的性质及其与其它元素的联系。1869年2月，门捷列夫按原子量递增的顺序把63种元素排列成几行，同时把各行中性质相似的元素左右对齐，当按原子量顺序安排的位置与元素的顺序发生冲突时，他遵从元素的性质而换掉位置，或者留下空位，这样使每一横排化学元素的性质相近，每一纵行化学元素变化也呈现出周期性的变化。1869年在俄国物理化学会议上提出了“元素性质对于原子量依赖关系”的论文，发现了元素周期律，制定了元素周期表⑻。论文中包括下列几个要素：⑴元素如果按原子量的大小排列起来，其性质呈现着明显的周期性。⑵原子量的大小决定元素的特征，正像质点的大小决定复杂物质的性质一样。因此，例如相似的S和Te的化合物、Cl和I的化合物等，也呈现着极明显的差别。⑶应该预料到许多未知的单质的发现，例如类铝和类硅的元素，其原子量在65～67之间。⑷知道了某元素的同类元素的原子量，有时可以修正该元素的原子量。几乎和门捷列夫同时，迈耶尔也提出了类似的元素周期律，并把元素排成一个表。指出“元素的性质为原子量的函数”，并以元素的原子量为横坐标，原子体积为纵坐标，绘制了原子体积曲线。结果，类似的元素在这条曲线上都占有类似的元素在这条曲线上都占有类似的位置，显示出各元素的原子体积和原子量函数关系。元素周期律虽已被门捷列夫揭示出来，公布于世，但并没有完全被承认甚至连他的导师齐宁也笑他是不务正业。在人们的冷漠和嘲笑中，1871年，门捷列夫改进和充实了他1869年制定的元素周期表，今儿发表了⑼《化学元素的同周期性依赖关系》一文，将元素分成八族，同迈耶尔一样划分了主族和副族。同时他以元素周期表为基础，不顾当时公认的原子量，改排了某些元素（Os，Ir,Pt,Au;Te,I;Ni,CO）的位置，校正了一系列元素（Sn,La,Ce,T,V等）的原子量。最后，相应于周期表中的空位，门捷列夫预言新元素：类铝，类硼和类硅的存在及其性质。四年之后布阿博德朗发现了元素镓，证实了门捷列夫预言的类铝。再过四年，尼尔逊发现了元素钪，证实了门捷列夫预言的类硼，又过七年，温克莱尔发现了元素锗，证实了门捷列夫预言的类硅。在大量铁的事实面前，元素周期律才被举世公认。门捷列夫工作的成功，引起了科学界的震动。人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和元素周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。但是由于时代的局限，门捷列夫揭示的元素内在联系的规律不是初步的，他未能认识到形成元素性质周期性变化的基本原因。但应当指出，门捷列夫的元素周期律及在此基础上建立起来的元素周期表，也不是十全十美的，还存在不少问题。如：H与Li之间是否还有元素存在？碲（128）和碘（127）等为什么要颠倒排列？稀土元素的数目到底有多少？它们在表中的位置应如何排列？元素的性质随原子量的增加呈现周期性的原因何在？等等。在这些问题还没有解决的时候，周期律由遇到一个严重考验。雷姆赛在1894年发现了惰性气体氩。氩的原子量是。应排在钾（）和钙（）之间，但这里没有留下空位。这一新发现与已经确定的东西发生了抵触，当时仍然有人主张把氩排在钾的前面，也有些人在这新的矛盾面前，竟然怀疑起事实的正确性来，认为氩和后来发现的氦不是化学元素，而是气体混合物，企图以此来解决氩和钾在原子量上的矛盾。1895年雷姆赛又在地球上发现了另一个惰性气体氦。由于氩和氦的性质很相似，又与周期表中以发现的其他元素的性质相差很大，因此使人们设想氦和氩可能是另一族元素，这就使周期表又增添了一个新的“O”族。新的空位有促进了其他惰性气体元素的发展。雷姆赛于1898年又发现了氪，氖和氙，道纳于1900年发现了氡，这些新的科学成果，使周期律逐步地更加完善了。周期律的又一次发展，是自1911年卢瑟福提出原子有核的模型后，莫斯莱于1913年应用X射线的试验方法，测定了元素的原子核所带的正电荷数目——原子序数的工作，发现了原子序数定律。指出：作为周期律的真正基础不是原子量，而是元素原子的核电荷数。这是周期律的一个重要进展，它把元素性质变化的周期性与元素原子的核电荷数联系起来了。解决了若干不按原子量排列的矛盾，如钴（）和镍（），碲（）和碘（），氩（）和钾（）的倒置等。也解决了氢与氦之间不可能再有其他元素的问题。原子量和原子序数增长次序的不一致，又被后来同位素的发现所解决。周期律的第三次大的发展，是波尔于1913年引用了量子理论，得到了电子在原子中的分布具有层状结构的结论。1916年索麦菲提出了轨道分层的理论，并引用了轨道在电磁场中量于化取向的概念。1925年泡利提出两个电子不能共处于同一量子状态上的不相容原理，规定了每个分层中的最高电子数⑽，确立了每个电子在原子中的状态被四个量子数描述，而在同一原子中不能有四个量子数相同的两个电子存在。量子力学的法展，进一步详细的阐明了原子中电子的层状结构。这就揭示了：元素性质呈周期性变化的原因是由于原子的电子层结构呈周期性的变化。一般讲周期律时，都是按周期方向指出元素性质变化的周期性。但是，早在1887年巴扎罗夫就指出：在元素周期表的族中，元素原子量的大小发生周期性的变化。1915年比隆在“第二周期性现象”和其他的一系列工作中，研究了在同周期表的族中元素某些性质非单调呈锯齿形的周期性变化。使我们对周期表，周期律的认识又加深了一步。近几十年来，大量超轴元素的成名⑾，又使周期表获得了新鲜的内容。总之，周期律和周期表自1869年诞生至今的一百多年来，绝对不是固定不变、原封不动的，而是随着实践的深入不断得到修改、充实和发展，有一个逐渐完善的过程。就是今天的周期表⑿也不是完美无缺的，更不能永远停止在一个水平上。随着社会，科技的进步，元素周期律必然会更加完善、充实。