Dmitri Mendeleev 1869-ben publikálta az első periódusos rendszert. Megmutatta, hogy amikor az elemeket a atomtömeg, egy olyan mintázat eredményezett, ahol az elemek hasonló tulajdonságai periodikusan megismétlődtek. Henry Moseley fizikus munkája alapján a periódusos rendszert az atomszám növekedése helyett az atomtömeg helyett átszervezték. A felülvizsgált táblázat felhasználható volt a még fel nem fedezett elemek tulajdonságainak előrejelzésére. Ezen előrejelzések közül sokat később kísérletezéssel igazoltak. Ez vezetett a időszakos törvény, mely államok hogy a kémiai tulajdonságok az elemek atomszámától függenek.
A periódusos rendszer atomszám szerint sorolja fel az elemeket, azaz a protonok számát az elem minden atomjában. Az atomszám atomjai eltérő számú neutronnal (izotóppal) és elektronokkal (ionokkal) rendelkezhetnek, mégis ugyanaz a kémiai elem marad.
A periódusos rendszer elemei el vannak rendezve időszakok (sorok) és csoportok (oszlopok). A hét időszak mindegyikét atomszámmal kell kitölteni. A csoportok olyan elemeket tartalmaznak, amelyek:
ugyanaz az elektronkonfiguráció a külső héjukban, aminek eredményeként csoport elemekben hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkezik.Két csoport van. Az A csoport elemei a reprezentatív elemek, amelyek külső vagy keringési pontja s vagy p alszinttel rendelkezik. A B csoport elemei a nem reprezentatív elemek, amelyek részben kitöltöttek két alszintet (a átmeneti elemek) vagy részlegesen kitöltött alszinteket (a lantanid sorozat és a aktinid sorozat). A római szám- és betűjelölések megadják a valencia elektronok elektronkonfigurációját (például egy VA csoport elem valencia elektron konfigurációja s lesz2p3 5 vegyérték elektronnal).
A kategorizálás másik módja elemek attól függ, hogy fémekként vagy nem fémekként viselkednek-e. A legtöbb elem fémek. Az asztal bal oldalán találhatók. A jobb oldali oldal a nemfémeket tartalmazza, plusz a hidrogén normál körülmények között nemfémes tulajdonságokat mutat. Azokat az elemeket, amelyeknek vannak a fémek és a nem fémek bizonyos tulajdonságai, metalloidoknak vagy félfémeknek nevezzük. Ezek az elemek egy cikk-cakk mentén találhatók, amely a 13. csoport bal felső sarkától a 16. csoport jobb alsó részéig tart. A fémek általában jó hő- és villamosvezetők, temper alakíthatóak és alakíthatóak, fényes fémes megjelenésűek. Ezzel szemben a nem fémek többsége rossz hővezető, általában törékeny szilárd anyag, és számos fizikai forma bármelyikét felveheti. Míg az összes fémek a higany kivételével szokásos körülmények között szilárd anyagok, a nemfémek szobahőmérsékleten és nyomáson szilárd anyagok, folyadékok vagy gázok lehetnek. Az elemeket tovább lehet felosztani csoportokra. A fémek csoportjába tartoznak az alkálifémek, az alkáliföldfémek, az átmeneti fémek, az alapfémek, a lantanidok és az aktinidek. A nemfémek csoportjába tartoznak a nemfémek, a halogének és a nemesgázok.