В середині XIX ст. число відомих хімічних елементів зросло настільки (воно досягло 63), що виникла потреба їх упорядкуванні.

У 1864 році німецький хімік Мейєр опублікував таблицю з 27 елементів, розташованих по зростанню їх відносних атомних мас і згрупованих за їх валентністю. Решту відомих елементів Мейер не зміг включити в цю таблицю з тієї причини, що для цих елементів не були встановлені або точні значення їх відносних атомних мас, або точні значення валентності.

Історія розвитку хімії показала, що Мейер був на правильному шляху в своїх спробах класифікувати елементи. По суті правильною була вибрана ним і єдина в той час для всіх хімічних елементів загальна їх характеристика (фізична величина) – маса.

У 1869 році Д.І. Менделєєв склав таблицю, що включає більшість відомих елементів, в якій елементи були згруповані в декількох горизонтальних рядах так, що вертикальні стовпці включали елементи, подібні за хімічними властивостями. Ця таблиця, яку Менделєєв назвав системою елементів, сьогодні називається Періодична система хімічних елементів. Крім того, їм було відкрито і сформульовано фундаментальний закон природи – Закон періодичності:

Властивості простих тіл, також форми і властивості з’єднань елементів, знаходяться в періодичній залежності (або, висловлюючись алгебраїчно, утворюють періодичну функцію) від величини атомних мас елементів.

Формулювання Д.І. Менделєєва в підручнику «Основи хімії», 1868-1870.

Періодичний закон (сучасне формулювання)

Властивості елементів перебувають у періодичній залежності від їх порядкового номера.

За основу класифікації елементів Менделєєв, як і Мейер, прийняв масу, але при цьому Менделєєв не розглядав масу як єдину характеристику елемента. У сучасному формулюванні періодичного закону відбивається залежність властивостей елементів від порядкового номера елемента Z, тобто від заряду ядра атомів, оскільки саме величина Z однозначно характеризує хімічний елемент. Не менш важливим було врахування Менделєєвим хімічних властивостей елементів; саме ці властивості для деяких елементів виявилися вирішальними при виборі місця даного елемента в таблиці. В наші дні відкриття Менделєєва блискуче підтвердилося; всі нові елементи як виявлені в природі, так і синтезовані штучно, займають своє природне місце в Періодичній системі.