說實在的，也用不著有多麽高的智慧，才能看出存在於某些元素間的極大的相似性。
雙胞胎元素、三胞胎元素，並不僅是戴維和本生所發現的“易燃”金屬那一族裏才有，化學家們早就知道此外還有幾個相似元素的族。例如，包括氟、氯、溴、碘的鹵族，包括鎂、鈣、鍶、鋇的堿土金屬族。
門捷列夫呢，卻肯定地認為這種現象絕不會是偶然的，一定有某種內在的依從性、某種聯係存在於一切元素中間。一切元素裏麵，應該毫無例外地有著某種特征，既決定它們之間的類似，又決定它們之間的差別。知道了這點以後，就可以把所有元素連同那不計其數的它們的化合物，全都排成十分整齊的行列，像按照個子高低把兵士排成一隊一樣。
那麽，決定元素在物質行列中的位置的，到底是什麽樣的基本性質，或關鍵性的特征呢？
也許是物質的顏色吧？
可是，應該怎樣來認識元素的顏色呢？譬如磷吧，有黃磷，有紅磷，磷的本來顏色究竟是紅的，還是黃的呢？又如碘，固體的碘是深棕色，還有金屬的光澤，可是對它一加熱，這碘就變成了紫色的蒸氣。再如黃金，如果把它打成極薄的箔，它就變成藍綠色，透明得像雲母一樣。
不，顏色顯然是一種太不穩定的次要性質，它不能作為決定元素間自然次序的標準。
那麽，也許是比重(1)吧？但這種性質更不確定：絕大多數物質，隻要對它稍微加點熱，它的比重就起變化，使它相對地輕起來。
根據同樣的道理，元素的導熱性、導電性、磁性及許多別種性質都不合用。
很顯然，像每個人有張特殊的臉作為他的標記一樣，每一種元素也應該有一種更根本的特征作為它的標記。這標記應該永遠不起變化，沒有它時，連元素本身也無法想象。這種重要而不可缺少的標記應該有個特點：即使這元素和別的元素化合而成新的複合物，具有了新性質，也不會失掉它。