Bu değişik olgular üzerinde, birbirinden bağımsız olarak çalışılıyor, fakat her birinin nereden kaynaklandığı veya bu olgulara maddenin hangi unsurlarının yol açtığı bilinmiyordu. Çünkü maddenin yapısı, hala bir sırdı. Gerçi ortada Dalton'un kapalı kutu benzeri bir atom modeli vardı. Ama bu kutuların iç yapıları bir yana; birbirleriyle nasıl etkileştikleri ve çeşitli malzemelerde birbirlerine göre nasıl düzenlendikleri bilinmiyordu. 1869 yılında, Rus kimyacı Dimitri Mendelyev, alanındaki yeni gelişmeleri kapsayan bir kitap yazmaya başlamıştı. Elementleri; isim, ağırlık ve kimyasal özelliklerini ayrı ayrı kartlara yazdıktan sonra, artan ağırlıklarına göre sıraladığında, benzer kimyasal davranış sergileyenlerin, belli aralık veya periyotlarla tekrarlandığını gördü. Tekrar sayısı 7 idi ve bu sefer elementleri, benzer kimyasal özellik taşıyanlar alt alta gelecek şekilde, 7 yatay sıra halinde dizdi. Periyodik 'elementler tablosu'nu keşfetmişti. Arada bazı boşluklar vardı ve bunların, henüz keşfedilmemiş olan elementlerden kaynaklandığını öne sürdü. Nitekim, varlığını önerdiği galyum ve germanyum elementleri, çok geçmeden keşfedildi. Bunlar iyi güzeldi de; periyodik davranışın bir de, neden ve nasılı vardı. Mendelyev gerçi elementlerin kimyasal davranışlarındaki düzeni yakalamış, ama bir yandan da, yanıtlanmayı bekleyen bir dizi soruya yenilerini katmıştı. Örneğin, elementleri kimyasal özelliklerinin benzerliğine göre sıraladığında, atom ağırlıkları çoğunlukla artarken, bazı yerlerde azalıyordu. Bunu açıklayamadı. Çünkü sıralamanın kütleye göre değil, henüz bilinmeyen atom numarasına göre yapılması gerekiyordu.