Други научни постижения
Тъй като Менделеев днес е най-известен като откривател на периодичния закон, химическата му кариера често се разглежда като дълъг процес на съзряване на неговото основно откритие. Всъщност, през трите десетилетия след откритието си, самият Менделеев предлага много спомени, които предполагат, че е имало забележителна приемственост в кариерата му, от ранните си дисертации по изоморфизъм и конкретни обеми (за завършване и магистърска степен), които включват изследването на връзките между различни свойства на химичните вещества, към самия периодичен закон. В тази връзка Менделеев спомена конгресът на Карлсруе като основното събитие, което го доведе до откриването на връзката между атомните тегла и химичните свойства.
Това ретроспективно впечатление от непрекъсната изследователска програма е подвеждащо, тъй като една поразителна черта на дългата кариера на Менделеев е многообразието на неговата дейност. Първо, в областта на химическата наука Менделеев направи различни приноси. Например в областта на физическата химия той провежда широка изследователска програма през цялата си кариера, която се фокусира върху газове и течности. През 1860 г., докато работи в Хайделберг, той определя „абсолютната точка на избухване“ (точката, в която газ в контейнер ще се кондензира до течност единствено чрез прилагане на налягане). През 1864 г. той формулира теория (впоследствие дискредитирана), че разтворите са химически комбинации във фиксирани пропорции. През 1871 г., когато публикува окончателния том на първото издание на своите Принципи на химията, той изследва еластичността на газовете и дава формула за тяхното отклонение от закона на Бойл (сега известен още като закон на Бойл-Мариот, принципът, че обемът на даден газ варира обратно в зависимост от неговото налягане). През 1880-те той изучава топлинното разширение на течностите.
Втора основна особеност на научната работа на Менделеев са неговите теоретични наклонности. От началото на кариерата си той непрекъснато се стреми да оформи широка теоретична схема в традицията на естествената философия. Това усилие може да се види в ранното му приемане на теорията на типа на френския химик Чарлз Герхард и в неговото отхвърляне на електрохимичния дуализъм, както предлага големият шведски химик Йонс Якоб Берзелиус. Всичките му усилия не бяха еднакво успешни. Той основава учебника си по органична химия от 1861 г. на „теория на границите“ (че процентът на кислород, водород и азот не може да надвишава определени количества в комбинация с въглерод) и той защитава тази теория срещу по-популярната структурна теория на своя сънародник Александър Бутлеров. Заради антипатията си към електрохимията по-късно той се противопоставя на йонната теория на решенията на шведския химик Сванте Аррений. Преди и по времето на Менделеев много опити за класифициране на елементите се основаваха на хипотезата на английския химик Уилям Проут, че всички елементи са получени от уникална първична материя. Менделеев настоя, че елементите са истински личности и той се бори срещу онези, които, подобно на британския учен Уилям Крукс, използват неговата периодична система в подкрепа на хипотезата на Проут. С откриването на електроните и радиоактивността през 1890-те години Менделеев възприема заплаха за своята теория за индивидуалността на елементите. В Popytka khimicheskogo ponimania mirovogo efira (1902; Опит към химическо понятие на етера) той обяснява тези явления като движения на етер около тежки атоми и се опитва да класифицира етера като химичен елемент над групата на инертните газове (или благородни газове). Тази смела (и в крайна сметка дискредитирана) хипотеза беше част от проекта на Менделеев за разширяване на механиката на Нютон до химията в опит да се обединят естествените науки.
