Como Jayaruwan y Alfred señalan, Mendeleev notó que algunos de los elementos tenían ciertas propiedades que sugerían que de alguna manera podrían estar relacionados entre sí. Por ejemplo, los halógenos son un grupo de elementos de olor acre que son altamente reactivos con muchos metales y que forman ácidos poderosos cuando se combinan con hidrógeno. Algunos metales, como el sodio y el potasio, también parecían relacionados, formando bases poderosas, difíciles de aislar químicamente y combinándose con entusiasmo con halógenos. Mendeleev buscó formas de organizar los elementos en una tabla que colocara estos elementos aparentemente relacionados en las mismas columnas, sin dejar de ordenarlos por sus pesos atómicos.
Cuando llegó a un acuerdo que capturó estas relaciones entre los elementos, vio que podía predecir las propiedades de los elementos aún no descubiertos (y, por supuesto, dónde encajan en la tabla), y podía ver nuevos patrones entre los elementos relacionados. Los elementos cayeron tan perfectamente en su lugar que incluso pudo detectar casos en los que las mediciones publicadas de propiedades atómicas probablemente eran incorrectas, y luego corrigió algunas de estas mediciones incorrectas.
Mendeleev no fue el único químico que sospechó un patrón, una periodicidad, en la disposición de los elementos, pero percibió el patrón más profundamente y predijo nuevos elementos. Lo que hace que esto sea aún más notable es que no tenía idea de por qué existe esta periodicidad. Solo más tarde se descubrió que provenía del número de electrones en la capa externa de cada átomo.
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