Dmitri Mendeleev publicou a primeira tabela periódica amplamente reconhecida em 1869. Dispôs os elementos por peso atómico e observou que as propriedades se repetiam periodicamente. Deixou espaços para elementos que ainda não tinham sido descobertos e previu as suas propriedades. Quando o gálio e o germânio foram descobertos, as suas previsões confirmaram-se. A tabela periódica tornou-se a estrutura organizadora da química.

A tabela periódica moderna organiza os elementos por número atómico, e não por massa atómica. Possui 118 elementos, organizados em períodos (linhas) e grupos (colunas). Os elementos do mesmo grupo têm o mesmo número de eletrões de valência e propriedades químicas semelhantes. Os elementos do grupo 1 são os metais alcalinos. Os elementos do grupo 18 são os gases nobres. A tabela está dividida em blocos: s, p, d e f, com base no subnível eletrónico que está a ser preenchido.

A tabela periódica revela tendências. O raio atómico diminui ao longo de um período e aumenta ao longo de um grupo. A energia de ionização aumenta ao longo de um período e diminui ao longo de um grupo. A eletronegatividade segue o mesmo padrão. Estas tendências são explicadas pelo aumento da carga nuclear e pelo efeito de blindagem dos eletrões internos.

A tabela periódica é mais do que um gráfico. É uma ferramenta preditiva. Conhecer a posição de um elemento revela as suas propriedades, a sua reatividade e os seus compostos prováveis. É o mapa do mundo químico.