Уже в 1869 году, когда ему было 35 лет, Д.И. Менделеев знакомит многих химиков со статьей "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве" и докладывает эту работу на заседании только что созданного Русского химического общества. После дальнейшей доработки в 1871 году появилась его знаменитая статья "Периодический закон для химических элементов" — в ней Д.И. Менделеев даёт периодическую систему, по существу, в её современной форме и предсказывает открытие новых элементов… Для них он оставляет в таблице "пустые места".
Мало того, уяснение периодической зависимости позволило Менделееву исправить атомные веса 11 элементов и изменить в исходной системе местоположение 20 элементов. Он не только предсказал существование 11 ещё не открытых элементов, но и дал подробнейшее описание свойств трёх из них, которые, как он считал, будут открыты раньше других.
Сам Д.И. Менделеев так оценивал сделанное открытие: "Это лучший свод моих взглядов и соображений о периодичности элементов и оригинал, по которому писалось потом так много про эту систему".
Д.И. Менделеев шутил, что идея Периодического закона пришла ему во сне, но каждый учёный знает, что решение проблемы, над которой постоянно думаешь, может прийти в самый неожиданный момент только тому, кто упорно над ней работает.
Иногда приходится слышать, что Периодический закон был открыт ещё до Д.И. Менделеева, и при этом чаще всего упоминается имя Лотара Мейера.
Но у того были только "некоторые зародыши периодического закона", которые не идут ни в какое сравнение со стройной (и современной) системой Д.И. Менделеева. Менделеев отмечал, что "г. Лотар Мейер раньше меня не имел в виду Периодического закона, а после меня нового ничего к нему не прибавил".
Сам же Лотар Мейер писал: "Я открыто сознаюсь, что у меня не хватило смелости для таких дальновидных предположений, какие с уверенностью высказал Менделеев".
После открытия Периодического закона Дмитрий Иванович Менделеев расширяет сферы своих научных интересов. Его волнуют проблемы, не только связанные с химией, но и касающиеся общих аспектов развития производительных сил и научной мысли России. Здесь в полной мере проявились огромная эрудиция Д.И. Менделеева, энциклопедичность ума, гражданственность позиции.
"Разносторонность интересов, умение везде оставить печать своего таланта, какая-то удивительная способность внешне легко достигать подлинных высот в познании предмета, несомненно, роднят его с Леонардо да Винчи, Михаилом Васильевичем Ломоносовым… Сам же Дмитрий Иванович говорил об этом просто: "Сам удивляюсь, чего только я ни делывал на своей научной жизни"" (академик Ю.А. Овчинников).
Д.И. Менделеев много ездил по России, видел необходимость превращения сельскохозяйственной страны в индустриальную державу, пробуждал патриотические настроения и силы русского общества.
В 1876 году Д.И. Менделеев стараниями А.М. Бутлерова и Н.Н. Зинина был избран членом-корреспондентом Российской Академии Наук по отделению физики, но в действительные члены в 1880 г. был избран не Д.И. Менделеев, а Ф.Ф. Бейльштейн — автор справочника по органической химии. Такой выбор возмутил общественность.
А.М. Бутлеров, представляя кандидата в академики, сказал: "Профессор Менделеев первенствует в русской химии, и мы смеем думать, разделяя мнение русских химиков, что ему принадлежит по праву место в первенствующем учёном сословии Российской империи…" (цитируется по книге В. Чумакова "Гимн, Юбилей-50, Лицемерие. Рассказы и эссе", М., «Грантъ», 2001).
По предположениям А.М. Бутлерова против избрания Д.И. Менделеева академиком голосовали Литке (два голоса), Веселовский, Гельмерсен, Шренк, Максимович, Штраух, Шмидт, Вильд, Гадолин. За него голосовали Буняковский, Кокшаров, Бутлеров, Фаминцын, Овсянников, Чебышев, Алексеев, Струве, Савич.
Выходило, что Д.И. Менделеев не был избран потому, что был русским. Сам же Ф.Ф. Бейльштейн не раз говорил: "У нас в России больше нет талантов таких могучих, как Менделеев", — что не мешало ему занимать место Д.И. Менделеева в Академии Наук.
Этот факт отразил не только состояние дел в Академии Наук того периода, но и организационную слабость русских научных кругов и печати, которые не могли противостоять проникновению в Академию учёных, отнюдь не являющихся гордостью русской науки.
Менделеев отлично понимал настроения противоборствующих сторон: "Тяжесть облегчилась по добром размышлении, когда пришла верная догадка (ведь я лишь повод, подходящий случай, чтобы выразилась на мне охота ветхое заменить чем-то новеньким, да своим. Просветлело на душе, и я к Вашим услугам, готов хоть сам себе кадить, чтобы чёрта выкурить, иначе сказать, чтобы старые основы Академии преобразовать во что-нибудь новое, русское, своё, годное для всех вообще и в частности для научного движения в России".
К сожалению, аналогичные проблемы существуют и в современной российской действительности, в частности, и в Российской Академии Наук.