打從「現代化學之父」拉瓦節(Antoine Lavoisier)提出元素的定義，並於1789年表列出33種元素後（後來發現有些其實是化合物），科學家又陸續發現新的元素，到了十九世紀中葉，已經累積有63種元素。
這些元素雖然各不相同，卻總可以發現某幾個元素有相似的化學性質，許多科學家試圖找出其中規律，卻總是顧此失彼。直到1869年，俄國化學教授門得列夫(Dmitri Mendeleev)有一天從夢中醒來，依夢中所見畫出元素週期表，才終於讓看似紛亂的元素各安其位。
門得列夫基本上是將元素按照原子量的大小排序，再依化學性質調整位置。如此排列看起來是有秩序，卻摻入主觀性的人為判斷，並不是那麼客觀，例如碲的原子量比碘大，卻排在碘的前面。雖然門得列夫也根據週期表中的四個空格，成功預測了其中三個尚未發現的元素，但隨著越來越多新的元素被發現後，也出現更多順序與原子量大小不符的情況。這個令科學家不解卻又莫可奈何的現象，一直到1913年才由英國物理學家莫斯利(Henry Moseley)提出解答。他不但將元素週期表修正成具有客觀基礎，同時也一舉確認了原子模型的正確性。