Das Periodengesetz ist eine der Grundlagen der Chemie. Das Gesetz legt nahe, dass Elemente, wenn sie nach Atomgewicht angeordnet sind, dazu neigen, in bestimmten Abständen voneinander ähnliche Eigenschaften zu haben. Die Formalisierung des Periodengesetzes gebührt fast immer Dmitri Mendelejew, einem russischen Chemiker. In Wahrheit war die Entdeckung das Ergebnis von fast einem Jahrhundert hektischer Arbeit einer Vielzahl von Wissenschaftlern, die alle davon besessen waren, die Eigenschaften zu bestimmen und sogar ihre ganz eigenen Elemente zu entdecken. Das moderne Periodensystem, ein Grundnahrungsmittel in jedem naturwissenschaftlichen Schulzimmer, ist eigentlich eine wiederholt verfeinerte und neu geordnete Version von Mendelejews Originaltabelle.
Im 18. und 19. Jahrhundert tauchte jede Woche ein neues Element auf. Mit fortschrittlichen chemischen Methoden, die eine bessere Untersuchung kleinster Substanzen ermöglichen, wurde die Jagd nach den Elementen für viele der größten Wissenschaftler der Zeit zu einer nie endenden Jagd. Bei einer solchen Fülle von Elementen, die entdeckt und beschrieben wurden, wurde es bald zur Hauptbeschäftigung vieler, die Elemente in einer Liste zu organisieren, die einen rationalen Sinn ergab.
Elemente werden in erster Linie durch einige definierende Merkmale beschrieben: die Anzahl der Protonen im Kern, aus der die Ordnungszahl abgeleitet wird, Berechnungen der Masse, die das Atomgewicht bestimmen, und Verhalten. Es wurden viele verschiedene Versuche unternommen, die Elemente so anzuordnen, dass jeder dieser Faktoren in einer vernünftigen Weise zusammenpasste, aber wie bei einem beweglichen Puzzle wurden jedes Mal, wenn ein Teil in Ordnung gebracht wurde, die anderen durcheinander gebracht. Das periodische Gesetz, eine Theorie, die unterschiedliche Informationen in einer ordentlichen Tabelle anordnen würde, schien unerreichbar.
Obwohl Mendelejew zu Recht Anerkennung für das moderne Periodensystem und das Zusammenziehen aller Fäden, die das Periodengesetz bilden, verdient, war er keineswegs der Erste, der es versuchte. John Newlands, ein englischer Chemiker, bemerkte die Tendenz von Elementen, ein ähnliches Verhalten zu zeigen, wenn sie nach Atomgewicht aufgereiht werden; insbesondere, dass alle 8 Intervalle eine unheimliche Ähnlichkeit auftrat. Seine „Oktaventheorie“ verglich Elemente mit Tasten eines Klaviers, bei denen alle acht Tasten einen sich wiederholenden Satz bilden. Ein französischer Wissenschaftler, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, bemerkte ebenfalls die sich wiederholenden Eigenschaften und entwarf einen Tisch, der Elemente in einer Helixform anordnete. Die Arbeit der beiden Männer wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitgehend ignoriert und Newlands wurde oft für seinen Vergleich lächerlich gemacht.
Mendelejews Tabelle veranschaulichte das Periodengesetz auf einen Blick, indem die Elemente horizontal nach Atomgewicht und vertikal nach ähnlichen Eigenschaften aufgereiht wurden. So bilden die Alkalimetalle Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caeseum und Francium eine geordnete Reihe auf der linken Seite der Tabelle, während sie alle nach Atomgewicht geordnet bleiben. Da zum Zeitpunkt der Tabellenbildung noch nicht alle Elemente entdeckt wurden, ließ Mendelejew einfach Platz in der Tabelle für diejenigen Elemente, die seiner Theorie nach hineinpassen sollten.
Das Periodengesetz gab Einblick in ein bisher nur vermutetes Organisationssystem der Chemie. Indem Mendelejew die Anordnung der Elemente mit Hilfe des Periodengesetzes in eine übersichtliche Tabelle verwandelte, machte er auf einen Blick deutlich, welche Elemente bestimmte Eigenschaften hatten. Obwohl die Tabelle später vom britischen Physiker John Moseley umgestaltet und neu organisiert wurde, bleiben die Schlussfolgerungen und die Theorie von Mendelejew mehr als ein Jahrhundert nach seinem Tod weitgehend unangefochten.