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[拼音]：yuansu zhouqilü

[英文]：Periodic law of elements

化學元素的性質隨原子序數（核電荷數）遞增而呈現週期性變化的規律。它以元素周斯表的形式表示出來。隨著被發現的元素數目增加，化學家不斷探索元素性質的規律性。1829年已知元素超過50種。英國L.奧德林的“原子量和元素符號表”、德國J.L.邁耶爾的“六元素表”和英國L.紐蘭茲的“八音律”，都在一定程度上反映了元素的性質及其原子量的相關性。到1869年已知的化學元素達到63種，具備了揭示週期律的條件。俄國化學家Д.И.門捷列夫和德國的邁耶爾在這一年彼此獨立地發現了元素週期律。門捷列夫元素週期表01和邁耶爾元素週期表02在內容和形式上是同級水平的。它們都按原子量遞增的順序排列元素，為尚待發現的元素留有空位，並對某些元素當時通用的原子量提出疑問或修改。元素週期律作為經驗規律，具有預言未知元素及其性質的理論功能。但邁耶爾對其週期表中的空位未加說明，門捷列夫則利用空位預言新元素。當他所預言的“類鋁”(鎵)、“類硼”(鈧)、“類矽”(鍺)相繼被證實時，化學元素週期律理論獲得了勝利。也正是由於這一點，門捷列夫比邁耶爾更稱著於世，後人經常把化學元素週期律同門捷列夫的姓氏相聯絡。 6種惰性氣體元素被發現後，門捷列夫週期表中的每個週期都以惰性元素為結尾，元素的週期數 （共6個）被確定了。然而，從元素按原子量遞增的排列順序來看，卻有少數例外，如鉀與氬的倒置，這就預示著元素週期律有更深刻的本質尚待揭示。按照週期律，典型週期以活潑金屬開始，金屬性依次降低，非金屬性相應增強，最後以惰性氣體元素為收尾。化學元素的性質大體上都按原子量遞增的順序呈現週期性變化，但有少數例外破壞了這種順序，門捷列夫一直寄希望於重新測定原子量以消除這些倒置現象。19世紀末和20世紀初，通過原子物理學和核物理學的研究才逐步深入地揭示出週期律的內在本質。當揭示出原子序數是核電荷數時，門捷列夫週期表開始發展成為現代形式的化學元素週期表。質子和中子的相繼發現又揭示了同位素的本質。同位素是核電荷數（即質子數）相同而中子數不同的一類原子，隨著原子序數的遞增，原子的質子數遞增，一般說來，中子數也遞增，因此總起來表現為原子量的遞增。元素的原子量是其同位素質量數的平均數，倒置情況是由含中子數多的同位素比重較大造成的。這就使門捷列夫週期表中所遺留的倒置問題得到了解決。量子力學所建立的原子電子殼層理論，更加豐富了週期律的內容。按照這種理論，週期數和電子殼層數是一致的；主族元素的族數和最外層電子的個數是相符合的；惰性元素的最外層電子數的“滿員”決定了它們的化學穩定性質。同時，人造元素的出現填補了現代化學元素週期表的許多空白，表中未完成的第七週期已經增長到第107號元素(見彩圖)。週期律的發現促進了物理學和化學的統一，加速了整個科學的發展。元素週期律是化學的一條重要規律，唯物辯證法的量變質變規律在這裡也有明顯的體現。恩格斯曾經指出，門捷列夫“不自覺地應用黑格爾的量轉化為質的規律，完成了科學上的一個勳業”(《馬克思恩格斯全集》第20卷，第407頁)。元素週期律的另一哲學意義在於，它為世界的物質統一性原理提供了豐富和深刻的自然科學基礎。同時，週期表完美的對稱性顯示了自然界的和諧美的形式，具有重要的方法論意義。按照週期表，只要給出某一元素的原子序數，人們就可以據此推知它所在的週期、它的族屬、原子核的概況和電子殼層的結構，從而把握它的物理化學性質。週期表的這種對稱性將有助於進一步揭示更深層次的“基元物質”和諧美的圖景。