元素的性质为什么会随着原子量的变化而呈现周期性的变化呢？即使当年门捷列夫对这个问题也回答不出来。现在人们已经搞清楚了。
原来，原子还不是物质不能再分的最小微粒。原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的。电子围绕着原子核运动着。
原子核也不是不可分化的，它是由质子和中子组成的，质子带一个正电荷，中子是不带电的中性粒子。
氢是第一号元素，它的原子核中有一个质子，氦是2号元素，它的原子核中有两个质子……铀是第92号元素，它的原子核中有92个质子……也就是说，某种元素原子核中的质子数，就等于它在周期表上的房间号数，这就是原子序数。
元素的原子核中有多少个质子，核外就有多少个电子。元素的性质所以会呈周期性的变化，就是由原子核的结构，特别是核外电子的排布决定的。同一族元素，最外层电子壳上的电子数是相同的，因而他们的化学性质相似。
于是，元素周期率的叙述由元素的性质是原子量的周期函数改为元素的性质是原子序数的周期函数。
有了对元素周期律的新认识，许多原来不能解释的现象可以解释了。门捷列夫在元素周期表中把钴和镍、碲和碘的位置颠倒了，他以为是它们的原子量测得不准，可是却一直找不出错来。现在真相大白了，原来按照原子序数的顺序，它们正好该如此排列。
门捷列夫发现元素周期律，是化学史上一个重要的里程碑。他把几百年来大量的化学知识系统化起来了，形成了一个有内在联系的统一的体系，并上升为理论，大大推动了化学的发展。
今天，尽管元素周期律被赋予了新的意义，尽管元素及它们的化合物的性质用元素周期律已不能完全概括，但元素周期律对研究和应用化学依然有着重要的指导意义，它仍然是我们认识世界、改造世界的重要阶梯。
物理化学的开创
奥斯特瓦尔德（Friedrich Wilhelm Ostwald，1853～1932），德国化学家，奥斯特瓦尔德是物理化学的创始人之一，1853年9月2日生于拉脱维亚的里加。他家境十分贫寒，父亲是一个一贫如洗的手艺人，母亲是一个贫穷的面包师的女儿。多年的流浪经历使父亲备尝艰辛，他定下了一条不成文的家规：宁可做出最大的牺牲，也要为孩子出人头地提供一切机会。也许就是这条家规，促使奥斯特瓦尔德在青少年时期就充分发展了未来创造者的个性和才能。
10岁的奥斯特瓦尔德进入了里加的一所中学。头一年，奥斯特瓦尔德还是一个遵守课堂纪律、听从教导的好学生，后来，他兴趣日益广泛起来，他亲手制作的焰火发出五彩缤纷的光芒，他亲手洗印照片，还没有上过化学课，就总是寻找各种机会亲自动手做化学实验。这么多的兴趣、爱好，分散了他的时间和精力，当然难以埋头学业，就这样，这位未来举世闻名的化学大师，5年制的中学，他却读了7年！尽管广泛的爱好一度耽误了他的学业，但双亲的支持和宽容，没有给他造成更大的心理负担。
奥斯特瓦尔德艰难地迈进中学教育的门槛，1872年入爱沙尼亚多帕特大学学习。大学学制3年，他仅用了一年半时间就读完了大学课程，显示了他非凡的才能。1878年奥斯特瓦尔德获得化学博士学位。1881年，28岁的奥斯特瓦尔德应聘担任里加工学院的化学教授。
奥斯特瓦尔德在化学动力学研究方面，造诣很深。在里加工学院期间，他把研究触角伸到了化学反应速度、催化作用、化学反应转化率等许多方面。
1884年，不仅是奥斯特瓦尔德科研的丰收之年，也是他发现了名不见经传的瑞典年轻人阿累尼乌斯的一年。阿累尼乌斯的博士论文是关于电解质溶液方面的。
一开始，阿累尼乌斯的论文受到了包括门捷列夫、阿姆斯特朗等著名化学家的反对，奥斯特瓦尔德开始也认为他的电解质导电的概念纯粹是胡说八道。但经过进一步研究，奥斯特瓦尔德悟出了论文中的深奥哲理。
他在同年8月赴乌普萨拉，拜访了阿累尼乌斯。这次访问是他们毕生友谊和合作的开端。他们规划了一系列重大的物理化学研究项目，这些项目影响了20世纪化学发展的方向。人们把奥斯特瓦尔德、阿累尼乌斯、范霍夫三人，称为“物理化学三剑客”。
在创立物理化学的过程中，奥斯特瓦尔德的阐释、表达和写作能力，帮了他的两位伙伴的忙。阿累尼乌斯和范霍夫的工作也是经他的手才广为人知的。
在里加工学院，奥斯特瓦尔德开创了两项使他闻名于世的事业。一是出版《普通化学教程》，这部著作涉及的领域十分广泛，它创立了20世纪的普通化学和物理化学。另一件事，是奥斯特瓦尔德于1887年2月创办了《物理化学杂志》。奥斯特瓦尔德明智地认识到，一种专门杂志对于新学科的进一步发展，是必不可少的。该杂志成了科学界物理化学学科的喉舌，成为连接各国物理化学家的纽带。
1887年9月，奥斯特瓦尔德到德国著名大学莱比锡大学任物理化学教授，开始了他学术生涯的黄金时代，使他进入了科学史上屈指可数的伟大科学家的行列。
莱比锡大学的条件无疑是优越的。奥斯特瓦尔德的化学列车开始全速前进了。他在莱比锡建立的著名学派，主要以阿累尼乌斯的电离理论、范霍夫的溶液渗透理论以及热力学对溶液和化学平衡的应用为基础。
但是，这一切与他1888年发现的稀释定律贡献相比，又相形见绌。该定律的历史意义在于，质量作用定律首次被用于弱有机酸和弱碱稀溶液。奥斯特瓦尔德稀释定律，最先将质量作用定律应用于电离上，在历史上起了重要作用。
1894年，奥斯特瓦尔德立足于离子平衡原理，提出了酸碱指示剂理论，最先对酸碱指示剂的变色机理给予解释，奥斯特瓦尔德指示剂理论到现在还为分析化学所采用。同年，奥斯特瓦尔德建议将分析化学的反应看成是离子间的相互作用。他提出过错误的“唯能论”，后来在实验事实面前，他修正了自己的观点。
19世纪的最后10年，奥斯特瓦尔德还对催化作用进行了系统的定量研究，揭示了催化剂的特点及规律。1898年奥斯特瓦尔德兼物理化学研究所所长。1902年，他发明了由氨经过催化氧化制造硝酸的方法，后称奥斯特瓦尔德法。同年，奥斯特瓦尔德的研究成果《论催化作用》出版，震动了整个化学界。奥斯特瓦尔德指出：催化剂只能改变化学反应速率而不能影响化学平衡，它的催化作用是由于降低了活化能的缘故。正是鉴于“在催化作用与化学平衡和反应速率方面的工作，以及由氨制硝酸的方法”等贡献，奥斯特瓦尔德荣获了1909年的诺贝尔化学奖。
在莱比锡大学时期，奥斯特瓦尔德在物理化学建设方面做了大量细致的工作。首先是教科书的建设。他编著的《电化学：它的历史和学说》，是一本长达1100页的巨著。《实用物理化学测量手册》则为人们提供了方便实用的实验工具书。其次是物理化学研究机构的建设。奥斯特瓦尔德除担任专门的化学联合会的领导之外，还创立了德国电化学学会，并出任第一届主席。
1906年夏天，53岁的奥斯特瓦尔德提前退休了。奥斯特瓦尔德年老时还致力于研究颜色学，这使他成为20世纪起主导作用的颜色学研究者之一。1932年4月4日，奥斯特瓦尔德卒于莱比锡。
奥斯特瓦尔德将物理化学建成化学的一个独立分支，他是物理化学的奠基人，他所开创的物理化学领域，正日新月异地向前发展。
薛定谔方程的发现
和20世纪来临相伴随的是一场深刻的物理学革命。从此，古典物理学让位于现代物理学。现代物理学的基础和框架是什么呢？是量子力学。量子力学发端于爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论，继之以玻尔的原子结构论，完成于20年代中期的薛定谔方程。普朗克称薛定谔方程“奠定了现代量子力学的基础”。