Drugi znanstveni dosežki
Ker je Mendelejev danes najbolj znan kot odkritelj periodičnega zakona, je njegova kemijska kariera pogosto obravnavana kot dolg proces zorenja njegovega glavnega odkritja. V treh desetletjih po njegovem odkritju je Mendelejev sam ponudil veliko spominov, ki nakazujejo, da se je v njegovi karieri pojavila izjemna kontinuiteta, od njegovih zgodnjih disertacij o izomorfizmu in specifičnem obsegu (za diplomo in magistrski študij), ki je vključeval študij razmerja med različnimi lastnostmi kemičnih snovi do samega periodičnega zakona. V tem poročilu je Mendelejev kot glavni dogodek omenil kongres v Karlsruheju, ki ga je pripeljal do odkritja razmer med atomsko utežjo in kemičnimi lastnostmi.
Vendar je ta retrospektivni vtis neprekinjenega raziskovalnega programa zavajajoč, saj je ena presenetljiva značilnost Mendelejeve dolge kariere raznolikost njegovih dejavnosti. Najprej je Mendelejev na področju kemijskih znanosti prispeval različne prispevke. Na primer na področju fizikalne kemije je v svoji karieri izvajal širok raziskovalni program, ki se je osredotočil na pline in tekočine. Leta 1860 je med delom v Heidelbergu določil "absolutno točko ebulacije" (točko, ko se bo plin v posodi kondenziral na tekočino samo s pritiskom). Leta 1864 je formuliral teorijo (kasneje diskreditirano), da so raztopine kemične kombinacije v fiksnih razmerjih. Leta 1871, ko je objavil končni zvezek prve izdaje svojih Kemijskih načel, je raziskoval elastičnost plinov in dal formulo za njihovo odstopanje od Boyleovega zakona (zdaj znanega tudi kot zakon Boyle-Mariotte, načelo, da prostornina plina je obratno odvisna od njegovega tlaka). V 1880-ih je preučeval toplotno ekspanzijo tekočin.
Druga pomembna značilnost Mendelejevega znanstvenega dela so njegovi teoretični nagibi. Od začetka kariere si je nenehno prizadeval oblikovati široko teoretsko shemo v tradiciji naravne filozofije. To prizadevanje je razvidno iz njegovega zgodnjega sprejemanja teorije tipa francoskega kemika Charlesa Gerharda in njegove zavračanja elektrokemičnega dualizma, kot je predlagal veliki švedski kemik Jöns Jacob Berzelius. Vsa njegova prizadevanja niso bila enako uspešna. Svoj učbenik iz organske kemije iz leta 1861 je utemeljil s "teorijo mej" (da odstotek kisika, vodika in dušika ne more preseči določenih količin v kombinaciji z ogljikom) in to teorijo je zagovarjal pred bolj priljubljeno strukturno teorijo svojega rojaka. Aleksander Butlerov. Zaradi svoje antipatije do elektrokemije je pozneje nasprotoval ionski teoriji rešitev švedskega kemika Svantea Arrheniusa. Pred in med Mendeleevim časom so številni poskusi razvrščanja elementov temeljili na hipotezi angleškega kemika Williama Prouta, da vsi elementi izhajajo iz edinstvene primarne snovi. Mendeleev je vztrajal, da so elementi resnični posamezniki, in se boril proti tistim, ki so podobno kot britanski znanstvenik William Crookes svoj periodični sistem uporabil v podporo Proutove hipoteze. Z odkritjem elektronov in radioaktivnosti v 1890-ih je Mendeleev zaznal grožnjo svoji teoriji o individualnosti elementov. V Popytki himicheskogo ponimania mirovogo efira (1902; Poskus proti kemičnemu pojmovanju etra) je razložil te pojave kot gibanje etra okoli težkih atomov, eter pa je skušal razvrstiti kot kemični element nad skupino inertnih plinov (oz. žlahtni plini). Ta drzna (in na koncu zavrnjena) hipoteza je bila del Mendelejevega projekta razširitve Newtonove mehanike na kemijo v poskusu poenotenja naravnih ved.
