元素周期表今天以原子序数递增为基本顺序，即按原子核内质子数(Z) 从小到大排列：氢为1，氦为2，锂为3。这个看似理所当然的原则，其实经历了从“按原子量排序”到“按核电荷排序”的重要科学转变。

早期化学家首先依据元素的相对原子质量和化学性质进行分类。1829年，德国化学家德贝莱纳提出“三元素组”规律，发现某些性质相近的三种元素中，中间元素的原子量大致接近另外两者的平均值。1860年代，纽兰兹提出“八音律”，认为元素按原子量排列后，性质每隔若干元素会重复出现。但这些规律都只能解释部分元素。

1869年，俄国化学家门捷列夫发表元素周期表，将已知元素主要按相对原子质量递增排列，同时充分考虑化学性质和化合价的周期性。他的最大贡献不只是“排表”，而是大胆留下空位，预言尚未发现元素的性质。后来镓、钪、锗等元素的发现及其性质，与他的预测高度吻合，证明周期律具有强大的科学解释力。

不过，按原子量排列存在无法回避的矛盾。例如，碲的原子量约为127.6，略大于碘的126.9；若严格按原子量递增，碘应排在碲之前。但碲的性质明显属于氧族，碘则明显属于卤族。门捷列夫为了保持化学性质的周期性，只能将碲排在碘之前。这说明原子量并非决定元素本质的根本量。

真正的突破来自英国物理学家亨利·莫塞莱。1913年，他研究不同元素的特征X射线，发现其频率与一个连续增加的整数存在简单关系，这个整数就是原子序数。莫塞莱证明：元素的基本身份不是由原子量决定，而是由原子核所带的正电荷决定；后来人们认识到，这个正电荷数正是核内质子数。

于是，元素周期律被重新表述为：元素及其化合物的性质，随原子序数递增而呈周期性变化。碲与碘的排序难题也自然解决：碲的原子序数为52，碘为53，因此碲应在前、碘在后，完全符合化学性质分类。

莫塞莱的工作还帮助确认了当时周期表中的“空缺位置”，推动人们寻找43号锝、61号钷等元素。此后，随着核物理发展和人工合成元素的出现，元素周期表不断延伸，但其基本秩序始终不变：核内质子数决定元素种类，电子排布决定化学性质，原子序数构成周期表的骨架。

支持单位：