Поиски
классификации химических элементов и их систематизации начались задолго
до открытия Периодического закона. Но в начале XIX в. число известных
химических элементов было ещё слишком невелико, а принятые значения
атомных масс многих элементов неточны, что вызывало значительные
трудности
В 1829 Дёберейнер предпринял первую значимую
попытку систематизации элементов: некоторые сходные по свойствам
элементы можно объединить по три в группы - триады:
Li — Na — K; Ca — Sr — Ba; S — Se — Te; P — As — Sb; Cl — Br — I.
Сущность закона триад: атомная масса среднего элемента триады была близка к полусумме атомных масс двух крайних элементов триады
Хотя
разбить все известные элементы на триады Дёберейнеру не удалось, закон
триад явно указывал на наличие взаимосвязи между атомной массой и
свойствами элементов и их соединений. Все дальнейшие попытки
систематизации основывались на размещении элементов в соответствии с их
атомными массами
Л. Гмелин показал, что взаимосвязь между
свойствами элементов и их атомными массами значительно сложнее, чем
триады. В 1843 он опубликовал таблицу, в которой химически сходные
элементы были расставлены по группам в порядке возрастания
соединительных весов. Элементы составляли триады, а также тетрады и
пентады, а электроотрицательность элементов в таблице плавно изменялась
сверху вниз
В 1850-х М. фон Петтенкофер и Ж. Дюма предложили
дифференциальные системы, направленные на выявление общих
закономерностей в изменении атомного веса элементов, которые детально
разработали немецкие химики А. Штреккер и Г. Чермак
А. де Шанкуртуа
располагал химические элементы в единой последовательности возрастания
их атомных масс и полученный ряд наносил на поверхность цилиндра по
линии, исходящей из его основания под углом 45° к плоскости основания -
земная спираль. При развертывании поверхности цилиндра оказывалось, что
на вертикальных линиях, параллельных оси цилиндра, находились химические
элементы со сходными свойствами. Недостатком спирали было то
обстоятельство, что на одной линии с близкими по своей химической
природе элементами оказывались при этом и элементы совсем иного
химического поведения. В группу щелочных металлов попадал марганец, в
группу кислорода и серы — ничего общего с ними не имеющий титан
Дж. Ньюлендс в 1864 опубликовал
таблицу элементов, отражающую предложенный им закон октав: в ряду
элементов, размещённых в порядке возрастания атомных весов, свойства
восьмого элемента сходны со свойствами первого. Он пытался придать этой
зависимости, действительно имеющей место для лёгких элементов, всеобщий
характер. В таблице в горизонтальных рядах располагались сходные
элементы, но в том же ряду оказывались и элементы совершенно отличные по
свойствам. В некоторых ячейках Ньюлендс вынужден был разместить по два
элемента. Таблица не содержала свободных мест
В 1864 У. Одлинг опубликовал таблицу, где элементы были размещены согласно их атомным весам и сходству химических свойств
В 1864 появилась таблица Л. Мейера в неё были включены 28 элементов, размещённые в шесть столбцов согласно их валентностям
В
1870 вышла работа Мейера, содержащая новую таблицу «Природа элементов
как функция их атомного веса», состоявшая из девяти вертикальных
столбцов. Сходные элементы располагались в горизонтальных рядах таблицы;
некоторые ячейки Мейер оставил незаполненными. Таблица сопровождалась
графиком зависимости атомного объёма элемента от атомного веса, имеющий
характерный пилообразный вид
В октябре 1871 Менделеев дал окончательную формулировку Периодического закона:
«…свойства
элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел,
стоят в периодической зависимости от их атомного веса»