لاوازیه دانشمند مشهور فرانسوی  که او را پدر شیمی نو می نامند اولین کسی بود که به طبقه بندی عناصر پرداخت. وی عناصر شناخته شده زمان خود را به دو دسته تقسیم کرد:

او عناصری که در ترکیب با اکسیژن اسیدها را به وجود می آورند عناصر غیر فلزی

و عناصری که چنین خاصیتی نداشتند فلز نامید.

در سال ۱۸۱۱ نیز برزلیوس بر اساس نظریه الکتروشیمیایی عناصر را به دو دسته فلزات و نافلزات تقسیم کرد.

 

دوبراینر دانشمند آلمانی اولین کسی بود که تا حدی به ارتباط بین خواص عناصر و جرم اتمی آنها پی برد. دوشان کورتوآ شیمیدان فرانسوی در سال ۱۸۶۲ برای عناصر شناخته شده زمان خود که تعداد آنها به ۶۱ رسیده بود طبقه بندی ویژه ای ارائه کرد. او استوانه ای در نظر گرفت و محیط آن را به ۱۶ قسمت تقسیم کرد و از هر قسمتیک یال عبور داد. عناصر به ترتیب جرم اتمی در محل تقاطع یال ها قرار گرفتند. عناصری که روی یک یال قرار می گرفتند خواص مشابهی داشتند.

 ادلینگ شیمیدان انگلیسی در سال ۱۸۶۵ عناصر شناخته شده زمان خود را در ۵ ستون و ۱۵ ردیف ارائه کرد. نیولاندز شیمیدان انگلیسی دیگری دریافت که چنانچه عناصر را به ترتیب صعودی جرم اتیم به دنبال یکدیگر قرار دهیم پس از ۷ عنصر خواص به طور تناوبی تکرار می شوند.

قانون تناوبی در فاصله سال های ۱۸۶۹ تا ۱۸۷۱ توسط لوتارمیر شیمیدان آلمانی ارائه شد.در این فاصله مندلیف بدون اطلاع از کارهای لوتار میر دریافته بود که خواص شیمیایی عناصر نسبت به جرم اتم آنها روند تناوبی دارد.

 به این معنا که اگر عنصرها را به ترتیب افزایش جرم اتمی مرتب شوند نوعی تناوب در انها آشکار میگرددوپس ازتعداد معینی از عنصرها عنصرهایی با خواص مشابه خواص پیشین تکرار می شوند .

مندلیف در سال 1869 بر پایه ی قانون تناوب جدولی از 63عنصر شناخته شده ی زمان خود منتشر کرد .در فاصله ی بین سالهای 1869 تا 1871م مندلیف هم مانند لوتار میر با بررسی خواص عنصرها و ترکیب های انها متوجه شد که تغییرهای خواص شیمیایی عنصرها مانند خواص فیزیکی انها نسبت به جرم اتمی روند تناوبی دارد.از این رو جدول جدیدی در 8 ستون و12سطر تنظیم کرد.او با توجه به نارسایی های جدول نیولندز ولوتار میر و حتی جدول قبلی خود جدولی تقریبا بدون نقص ارائه داد که فراگیر و ماندنی شد.

شاهکارهای مندلیف در ساخت شهرک عناصر:
روابط همسایگی: دانشمندان پیش از مندلیف در طبقه بندی عناصر هر یک را جداگانه و بدون وابستگی به سایر عناصر در نظر می گرفتند.اما مندلیف خاصیتی را کشف کرد که روابط بین عنصرها را به درستی نشان میداد و آن را پایه تنظیم عناصر قرار داد.
وسواس وی: او برخی از عناصر را دوباره بررسی کرد تا هر نوع ایرادی را که به نادرست بودن جرم اتمی از بین ببرد.در برخی موارد به حکم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزایش جرم اتمی مقدم شمرد.


واحدهای خالی:

در برخی موارد در جدول جای خالی منظور کرد یعنی هر جا که بر حسب افزایش جرم اتمی عناصر باید در زیر عنصر دیگری جای می گرفت که در خواص به آن شباهتی نداشت آن مکان را خالی می گذاشت و آن عنصر را در جایی که تشابه خواص رعایت میشد جای داد. این خود به پیش بینی تعدادی ا زعنصرهای ناشناخته منتهی شد.


استقبال از ساکنان بعدی: مندلیف با توجه به موقعیت عنصرهای کشف نشده و با بهره گیری از طبقه بندی دوبرایز توانست خواص آنها را پیش بینی کند. برای نمونه مندلیف در جدولی که در سال 1869 تنظیم کرده بود مس و نقره و طلا را مانند فلزی قلیایی در ستون نخست جا داده بود اما کمی بعد عناصر این ستون را به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم کرد. سپس دوره های نخست و دوم و سوم هر یک شامل یک سطر و هر یک از دوره های چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتیب از دوره های چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه آخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلی آن دوره و هشت خانه باقی مانده ی سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعی بود.

ساخت واحد مسکونی هشتم: مندلیف با توجه به این که عناصرآهن وکبالت ونیکل و روتینیم و رودیم و پالادیم و اسمیم و ایریدیم و پلاتین خواص نسبتا مشابهی با یکدیگر دارند این عناصر را در سه ردیف سه تایی و در ستون جداگانه ای جای داد و به جدول پیشین خود گروه هشتم را هم افزود.
در آن زمان گازهای نجیب شناخته نشده بود از این رودر متن جدول اصلی مندلیف جایی برای این عناصر پیش بینی نشد. پس از آن رامسی و رایله در سال 1894 گاز آرگون را کشف کردند و تا سا ل 1908 م گازهای نجیب دیگرکشف شد و ظرفیت شیمیایی انها 0 در نظر گرفته شد و به گازهای بی اثر شهرت یافتند.


آسانسور مندلیف به سوی اسمان شیمی :

جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیف نادرست بود.او  جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .جدول تناوبی نه تنها به کشف عنصرهای ناشناخته کمک کرد بلکه در گسترش و کامل کردن نظریه ی اتمی نقش بزرگی بر عهده داشت و سبب آسان شدن بررسی عناصر و ترکیب های آنها شد.


مجتمع نیمه تمام:

جدول تناوبی با نارسایی هایی همراه بود که عبارتند از :
1- جای هیدروژن در جدول بطور دقیق مشخص نبود .گاهی آن را بالا ی گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای  گروه هالوژن ها جا میداد.
2- در نیکل و کبالت که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با پایه قانون تناوبی ناسازگاری دارد.
3- کبالت را پیش از نیکل و همچنین تلور را پیش از ید جای داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی هم خوانی نداشت . با پیش رفت پژوهش ها و با کشف پرتو ایکس و عنصرها و بررسی دقیق طیف آنها عدد اتمی کشف و آشکار شد و عناصر بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب و  نار سایی های جزیی موجود در جدول مندلیف از بین رفت . زیرا تغییرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمی از نظم بیشتری برخوردارست تا جرم اتمی آنها .

4سال پس از نشر جدول مندلیف بوابو در ات به روش طیف نگاری اکا الومینیوم را کشف کرد و گالیم نامید و 4 سال بعد نیلسون اکا بور را کشف کرد و اسکاندیم نامید و هفت سال بعد ونیکلر هم اکا سیلسیم را از راه تجربه طیفی کشف کرد و ان را ژرمانیم نامید.

تغییرات خواص عناصر در دوره ها و گروههای جدول:


1-تغییرات شعاع اتمی :در هر گروه با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی افزایش می یابد ودر هر دوره با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی به تدریج کوچکتر می گردد.

2-تغییرات شعاع یونی :شعاع یون کاتیون هر فلز از شعاع اتمی آن کوچکتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی آن بزرگتر است. به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییرات شعاع اتمی است.

3-تغییرات انرژی یونش: در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی یونش افزایش می یابد و در هر گروه با افزایش لایه های الکترونی انرژی یونش کاهش می یابد.

4-تغییرات الکترون خواهی : در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی الکترونخواهی افزایش می یابد و در هر گروه با افزایش عدد اتمی اصولا انرژی الکترون خواهی از بالا به پایین کم می شود .

5-تغییرات الکترونگاتیوی: در هر دوره به علت افزایش نسبتا زیاد شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر کم میشود و در هر دوره به علت کاهش شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر افزایش می یابد .
6-تغییر تعداد الکترونهای لایه ظرفیت و عدد اکسایش:در هر دوره از عنصری به عنصر دیگر یک واحد به تعداد الکترون ها ی ظرفیت افزوده میشود و تعداد این الکترونها و عدد اکسایش در عنصرهای هر گروه با هم برابرند.
7-تغییرات پتانسیل الکترودی :در ازای هردوره با افزایش عدد اتمی توانایی کاهندگی عنصرها کاهش می یابد و توانایی اکسیدکنندگی آنها افزایش می یابد .از این روفلزهایی که در سمت چپ دوره ها جای دارند خاصیت کاهندگی و نا فلزهایی که در سمت راست دوره ها جای دارند توانایی اکسید کنندگی دارند. در موردعناصر یک گروه توانایی اکسید –کنندگی با افزایش عدد اتمی و پتانسیل کاهش می یابد.
8-تغییرات توانایی بازی هیدروکسید:توانایی بازی هیدروکسید عناصر در گروهها از بالا به پایین افزایش می یابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به کاهش است.
9-تغییرات دما وذوب یا جوش:در هر دوره دمای ذوب و جوش تا اندازه ای به طور تناوبی تغییر می کند ولی این روند منظم نیست و در مورد عناصر گروهها نیز روند واحدی وجود ندارد.