Уже в своей студенческой (кандидатской) диссертации (1855), анализируя многообразные случаи изоморфизма простых и сложных тел, Менделеев писал: "здесь, как и везде при изучении явлений природы, между отрицанием и утверждением одного признака существует множество переходов, границы которых часто бывают произвольны и искусственны. Только истинные таланты, обладающие естественнонаучным тактом, умеют провести и здесь предельную черту, соображая общность предпочтительно перед частностию, перед известным одним признаком".

О том же он писал два года спустя, рецензируя учебник органической химии А. Штреккера: "Один из важных недостатков /этого/ учебника … есть резкость положений и законов, не свойственная естественным наукам. Только в науках чисто отвлеченных - в логике и математике - возможны и существуют неизменные законы, формулы полной точности. С того времени, как введением естественной системы (вместо искусственной) значительно подвинули вперед все науки о природе, стало понятным, что логически простое деление вовсе не согласно с природою, где ни в чем нет резких границ. … . Штреккер главным образом занимается описанием отличия и признаков тел, и … не старается показать сходства, постепенности". Подобные высказывания весьма характерны для Менделеева. Обращаясь к различным объектам и явлениям, как природным, так и социальным, он всегда пытался выявить "посредствующие", переходные формы. Социологическим коррелятом идеи отсутствия в Универсуме резких границ стала для него концепция эволюционного развития общества.

Подчеркивая отсутствие в природе "резких границ", Менделеев вместе с тем обращал внимание на существование в ней некоторых предельных форм, объектов и ситуаций. Так, например, он рассматривал газ как предельное состояние вещества, реакции между телами, наделенными большой силой химического сродства (например, между натрием и хлором) как предельные химические явления, определенные химические соединения как "предел для неопределенных", кристаллы в форме куба, октаэдра, ромбического додекаэдра как "предельные кристаллические формы", а мировой эфир как "самую предельную форму вещества". Он отмечал также, что каждому элементу свойствен "свой предел и своя атомность", в органической же химии важнейшую роль играет, по мысли Менделеева, понятие о "пределе CnX_2n+2 рядов органических тел". Наконец, классифицируя законы природы, Менделеев выделяет "крупные" или "общие" законы, которые он рассматривает "как пределы, к коим стремятся приблизиться истинные детальные законы".

Эти принципы "предела" и "постепенности" Менделеев широко использовал при написании "Основ" и в работе над ПС. Уже в первом выпуске своего учебника он указывает на существование "некоторых крайних членов ряда" оксидов и "промежуточных оксидов", развивая далее эту мысль в начале третьего выпуска. В итоге, он, как было показано выше, пришел к некой идеальной модели системы элементов.

Другое обстоятельство, также способствовавшее открытию ПЗ, связано с использованием Менделеевым "отвлеченного понятия об элементе" и с разграничением понятий "элемент" и "простое тело". Таким образом, приступая к решению таксономической проблемы, он ясно понимал, что объектами классификации должны быть не простые тела, но химические элементы, и "главный интерес химии - в изучении основных качеств элементов". Среди таких качеств центральное место занимал атомный вес, ибо от него в первую очередь зависела химическая энергия атома, а, следовательно, и свойства элемента.

В итоге, к началу работы над "Опытом" у Менделеева сложилась определенная концептуальная система, включавшая:

- абстрактное понятие о химическом элементе и атомном весе как его коренном свойстве, определяющем химическую энергию, а потому и свойства данного элемента;

- идеальную модель будущей классификации элементов, построенной из блоков типа (2);

- осознание того обстоятельства, что "свойства простых и сложных тел составляют результат свойств элементов, их образующих".

Ни валентность (атомность), ни изоморфизм , ни удельные объемы, ни степень металличности простых тел не служили для Менделеева "опорой системы", т. е. базисными критериями и признаками при решении таксономической проблемы.

Таблица типа (3b) стала "первой пробой" или, по крайней мере, одной из первых приемлемых "проб" системы элементов , т. е. прообраз короткой формы. Именно на этапе создания "первой пробы" (скорее всего в начале 1869 г.) Менделеев обнаружил периодический характер изменения свойств элементов от их атомных весов. Однако, разнохарактерность периодов (их отличия как по числу входящих в них элементов, так и по темпу изменения свойств последних, а также по другим признакам) заставила его отказаться от сформированного идеала системы и искать такую форму ее графического представления, которая бы, выражая (пусть даже не столь наглядно, как в таблице типа (3b)) периодичность свойств элементов, в то же время достаточно ясно демонстрировала различия между элементами разных разрядов.

Тем самым "Опыт", созданный 17 февраля 1869 г., стал своего рода компромиссным вариантом системы в условиях, когда физическая (точнее, физико-химическая) часть таксономической задачи - открытие периодического характера зависимости свойств (химической энергии) элементов от их атомных весов - оказалась куда более продвинутой, нежели ее химическая часть - определение критериев объединения в одну группу неполных аналогов, т. е. элементов разных разрядов (проблема, частью которой был вопрос о месте в системе "триад" железа, палладия и платины).

Решение химической части проблемы создания рациональной системы элементов шло, в основном, двумя путями:

- разделение элементов на четно-нечетнорядные (сначала по характеру изменения величин атомных объемов (лето 1869 г.), а затем и по химическим свойствам), что привело Менделеева к концепции "периодичности другого рода" выражавшейся в чередовании коротких (нечетных) и длинных (четных) рядов;

- установление соответствия между "7 предельными формами соляных окислов" (см. (5)) и "7 рядами простых тел, в которые естественнее всего распределяется большинство элементов, группируемых по сходству свойств", что означало констатацию еще одного коренного свойства элемента - его способность давать определенную высшую "форму окисления" (R₂On, n=1ё8) в зависимости от места, занимаемого этим элементом в системе.

В итоге, к ноябрю 1870 г. Менделеев пришел к выводу, что высшие "формы окисления" и их свойства определяются в первую очередь коренными свойствами "тех элементов, с которыми он (кислород. - И. Д.) соединяется" и состояния двух разноразрядных элементов одной группы, т. е. элементов, не сходных в форме простых тел и в низших (точнее, невысших) степенях окисления, в высших (предельных) степенях окисления ("в высших формах") оказываются подобными. Иными словами, "естественное распределение элементов по группам на основании величины их атомного веса отвечает тому количеству кислорода, которое могут удержать эти элементы в высших степенях своих соляных окислов". Причем устойчивость ("прочность") высших форм соединений элемента при этом может быть различной. Логика системы, т. е. логика отношений, заставила Менделеева отказаться от мысли о таксономической "ущербности" непрочных соединений, поскольку в рамках этой логики важно не то, что, скажем, Bi₂О₅ крайне нестабилен (если вообще существует), но то, как изменяется устойчивость высших солеобразующих оксидов (и их гидратных форм) в ряду N₂O₅, P₂O₅, … , Bi₂O₅.

Тем самым главная проблема построения естественной системы - объединение элементов разных разрядов - к ноябрю 1870 г. была решена. Это, разумеется, не означает, что серьезных проблем в ПС не осталось вовсе (достаточно указать на проблему положения в ней редкоземельных элементов) , но главное было сделано, и в начале 1871 г., заканчивая "Основы", Дмитрий Иванович смог сформулировать открытый им закон в его полноте и общности: "… вся сущность, вся природа элементов выражается в их весе, т. е. в массе вещества, вступающего во взаимодействие. … . Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости … от их атомного веса".

Таким образом, рассматривая историю открытия Менделеевым ПЗ и создания ПС en bloc (исключая длительный этап концептуальной и информационной подготовки, завершившийся к концу 1868 г.), можно выделить в ней три главные вехи:

- составление "первой пробы" (или, точнее, первых "проб") системы элементов типа (3a) и (3b), построенных по схеме (2) и открытие периодического характера зависимости свойств элементов от их атомных весов, т. е. открытие концептуального ядра ПЗ (конец 1868 - начало 1869 гг.);

- вынужденный отказ от построения системы элементов по схеме (2), переход к новой структуре системы типа (4), создание "Опыта" как временного, компромиссного варианта системы (17 февраля 1869 г.);

- формирование "Естественной системы элементов" на основе окончательно отработанных критериев объединения элементов первого и второго разрядов (завершилось к ноябрю 1870 г.).

К сожалению, сохранившиеся документы не позволяют датировать все три названные события с точностью до дня, но, в любом случае, 17 февраля 1869 г. не может считаться днем "одного великого открытия" и даже днем его завершения. Создание "Опыта" означало вступление работы по систематике элементов в ту фазу, когда Менделеев, убедившись, что "способ распределения элементов по их атомному весу не противоречит естественному сходству, существующему между элементами, а напротив того, прямо на него указывает", и что в подмеченных им закономерностях "случайности допустить было невозможно", уже мог сформулировать первые фундаментальные выводы, составившие ядро учения о периодичности и дать, пусть не вполне совершенное, графическое представление почти полной системы элементов, "основанной на их атомном весе и химическом сходстве". Но самая трудная часть работы была впереди, и на нее у Менделеева ушел год и девять месяцев.

Открытие ПЗ - это не линейный процесс, не "скучное бородатое развитие" (О. Мандельштам) в вертикальном направлении - от записей на обороте письма Ходнева, через "Опыт" к "Естественной системе" - а сложный, извилистый и трудный путь, на котором Менделееву предстояло не просто в один прекрасный день удачно разложить "химический пасьянс" да вовремя увидеть нужный сон (это все занятные, хотя скудно документированные детали), но проделать огромную работу по осмыслению громадной, разноречивой и не всегда точной информации и концептуального аппарата химии.