Comparo las propiedades de los elementos conocidos entonces (63) y reunió los elementos en grupos, percatándose de que sus pesos atómico según orden creciente, cada 7 elementos, estableciendo la ley que lleva su nombre: Las propiedades de los elementos son son funciones periódicas de sus pesos atómicos. En base a ello predijo las propiedades y pesos atómicos de los elementos que aun faltaban por descubrir.
Mendeléiev demostró, en controversia con químicos de la talla de
Chandcourtois, Newlands y L. Meyer, que las propiedades de los elementos
químicos son funciones periódicas de sus pesos atómicos. Dio a conocer una
primera versión de dicha clasificación en marzo de 1869 y publicó la que sería
la definitiva a comienzos de 1871. Mediante la clasificación de los elementos
químicos conocidos en su época en función de sus pesos atómicos crecientes,
consiguió que aquellos elementos de comportamiento químico similar estuvieran
situados en una misma columna vertical, formando un grupo. Además, en este
sistema periódico hay menos de diez elementos que ocupan una misma línea
horizontal de la tabla. Tal como se evidenciaría más adelante, su tabla se
basaba, en efecto, en las propiedades más profundas de la estructura atómica de
la materia, ya que las propiedades químicas de los elementos vienen
determinadas por los electrones de sus capas externas.
Convencido de la validez de su clasificación, y a fin de lograr
que algunos elementos encontrasen acomodo adecuado en la tabla, Mendeléiev
«alteró» el valor de su peso atómico considerado correcto hasta entonces,
modificaciones que la experimentación confirmó con posterioridad. A tenor de
este mismo patrón, predijo la existencia de una serie de elementos,
desconocidos en su época, a los que asignó lugares concretos en la tabla.
Pocos años después (1894), con el descubrimiento de ciertos gases
nobles (neón, criptón, etc.) en la atmósfera, efectuado por el químico
británico William Ramsay (1852-1816), la tabla de Mendeléiev experimentó la
última ampliación en una columna, tras lo cual quedó definitivamente
establecida.