La data formale della nascita del sistema periodico degli elementi si fa risalire al febbraio 1869 ad opera di uno scienziato russo, Dimitrij Ivanovic Mendeleev, che completò la sua prima tavola comprendente 63 elementi.
Questi erano ordinati per peso atomico crescente e comprendevano anche elementi che non erano stati ancora scoperti, di cui Mendeleev lasciò spazi vuoti.
| Nel 1868, Julius Lothar Meyer , dell'Università di Breslau, allora in Germania, costruì una tavola periodica che venne pubblicata nel 1870 per un disguido dell'editore, molto simile a quella che presentò Mendeléev un anno prima. |
 | Mendeleev compilò una tabella, in seguito chiamata tavola periodica, nella quale gli elementi erano disposti in ordine di massa atomica crescente e incolonnati per famiglie chimiche. Corresse i pesi atomici di alcuni elementi e previde l'esistenza e le proprietà di nuovi elementi. La Royal Society di Londra gli assegnò la Davy Medal nel 1882. |
La validità della tavola di Mendeleev venne messa a dura prova quando vennero scoperti i gas nobili.
William Ramsay (1852-1916) dello University College di Londra e Lord Rayleigh della Royal Institution di Londra scoprirono l'argo, poi Ramsay scoprì l'elio, il neon, il Kripton, e lo xeno. Questi elementi, definiti gas nobili per la loro tendenza a stare in disparte e a interagire raramente con gli altri elementi per formare composti furono inseriti nella tavola periodica sei anni dopo tra la colonna degli alogeni e quella dei metalli alcalini.
| Nel 1904 , a Cambridge, Joseph John Thomson (dopo aver scoperto l'elettrone), presentò un modello atomico basato sulla periodicità degli elementi. |
 | Thomson formulò l'ipotesi che l'atomo fosse costituito da una massa caricata positivamente che conteneva dispersi in modo omogeneo gli elettroni. L'atomo era neutro perchè gli elettroni negativi bilanciavano la carica positiva. |
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