Dmitrij Mendelejew opublikował pierwszą powszechnie uznaną tablicę okresową w 1869 roku. Uporządkował pierwiastki według mas atomowych i zauważył, że ich właściwości powtarzają się okresowo. Pozostawił luki dla pierwiastków, które nie zostały jeszcze odkryte, i przewidział ich właściwości. Po odkryciu galu i germanu jego przewidywania się potwierdziły. Tablica okresowa stała się podstawą chemii.

Współczesny układ okresowy pierwiastków porządkuje je według liczby atomowej, a nie masy atomowej. Zawiera 118 pierwiastków, uporządkowanych w okresy (wiersze) i grupy (kolumny). Pierwiastki z tej samej grupy mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych i podobne właściwości chemiczne. Pierwiastki grupy 1 to metale alkaliczne. Pierwiastki grupy 18 to gazy szlachetne. Układ jest podzielony na bloki: s, p, d i f, w zależności od zajętego podpoziomu elektronowego.

Układ okresowy ujawnia trendy. Promień atomowy maleje w okresie i rośnie w dół grupy. Energia jonizacji rośnie w okresie i maleje w dół grupy. Elektroujemność podąża za tym samym schematem. Trendy te tłumaczy się rosnącym ładunkiem jądra i efektem ekranowania elektronów wewnętrznych.

Układ okresowy to coś więcej niż wykres. To narzędzie predykcyjne. Znajomość położenia pierwiastka pozwala poznać jego właściwości, reaktywność i prawdopodobne związki chemiczne. To mapa świata chemii.