在圣彼得堡大学实验室的一所老房子里，有一位名叫门捷列夫的青年教授。他正坐在书桌前埋头编写普通化学教程的教义。面对要讲授的多种元素和化学定律，门捷列夫陷入苦恼，究竟怎么讲呢？讲到金属钾、钠、锂、铁、锰和镍时，怎么能够串起来呢？现在，他其实已经隐隐感觉到这些原子之间有着一些还未被世人发觉的联系。
他拿出几张卡片，每张上面都用笔大大地写出一种元素的字母表示符号、原子量和典型的性质。之后他开始依照元素的性质对这些卡片进行整理分类。
慢慢地，这位年轻的教授看出了点儿什么。他将所有元素按照原子量递增的顺序排成一排，排除少数例外的元素，发现一定数量之后会出现性质与第一张元素相似的元素，于是又从这张开始将那些性质相似的元素排在第二排，第二排排了7个，接着排第三排，这样安排好了17个元素。一列的元素性质是相似的，可也有不完全相似的，所以不得不调整空出一些位置。又接着往下排了17张卡片，再往下就比较复杂了，无法将元素归队。可是元素性质的重复性还是看得出来的。
门捷列夫把自己所知道的元素全部排进去了，排出一张特殊的表，表里除了某些元素外，其他均是按照原子量递增的顺序一个一个横排下去，而且性质相似的元素都上下对齐成一列。
门捷列夫于1869年排成的元素周期表
就在1869年3月，门捷列夫将自己的发现写了个报告递交给圣彼得堡理化学会。他已经意识到这次发现的重要意义，便开始专注于修正自己的表格。不久之后，他明白表里确实要留出空位。
“将来在硅、硼、铝下面的空位里一定会有新元素。”不久后，他的预言就被证实了，这三个空位里放入了新发现的三种元素镓、锗、钪。
就这样，门捷列夫做出了化学史上最了不起的发现。但是，你不要以为只是排排卡片那么简单，也不要认为门捷列夫不过是运气好。要知道那时候人们只发现了62种元素，而且原子量的测定有一部分还是错的，原子的性质也没有被研究透彻。所以只有深入探索过每一种原子，掌握这个元素和那个元素相似的地方和每种原子的“旅行路线”，才能取得这样的成就。
其实，当时也有另外几位科学家发现了元素性质的相似性。但是大部分的科学家觉得替元素找相似者这种想法很荒谬。比如，有一位名叫纽兰兹的英国化学家，他想发表一篇文章，文章主题是某些元素的性质随原子量的增加重复出现，却被英国化学学会拒绝了。另外一位化学家还嘲笑他说，如果纽兰兹把所有元素按着它们的字母顺序排列，或许会得出更棒的结论。哪怕是门捷列夫，在他提出自己的看法与老师讨论时，他的老师还批评他，说难道这些元素被他用这些卡片摆弄就能发现出什么规律吗？
