Unsur kimia
Seluruh unsur dengan nomor atom 1 hingga 40 adalah stabil, sementara yang bernomor atom 41 hingga 82 (kecuali teknesium dan prometium) adalah metastabil. Waktu paruh "radionuklida teoritis" metastabil ini sangat panjang (sekurang-kurangnya 100 juta kali lebih panjang daripada perkiraan usia alam semesta) sehingga peluruhan radioaktifnya belum dapat dideteksi melalui eksperimen. Unsur dengan nomor atom 83 hingga 94 bersifat metastabil dari sudut pandang bahwa peluruhan radioaktifnya dapat dideteksi. Tiga dari unsur ini, bismut (unsur 83), torium (90), dan uranium (92) memiliki satu atau lebih isotop dengan waktu paruh yang cukup panjang untuk bertahan sebagai sisa-sisa ledakan nukleosintesis stelar yang menghasilkan unsur berat sebelum pembentukan tata surya kita. Sebagai contoh, pada lebih dari 1,9 tahun, lebih dari satu milyar kali lebih lama daripada perkiraan alam semesta. Bismut-209 memiliki waktu paruh peluruhan alfa terpanjang dari unsur alami lainnya. Sebanyak 24 unsur yang sangat berat (yaitu unsur setelah plutonium, unsur 94) mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh singkat dan tidak dapat menghasilkan produk peluruhan berupa unsur berumur panjang. Oleh sebab itu mereka sama sekali tidak terjadi secara alami.
Tabel periodik
Pada tahun 1864, Julius Lothar Meyer, kimiawan Jerman, mempublikasikan tabel berisi 44 unsur yang disusun berdasarkan valensi. Tabel tersebut menunjukkan bahwa unsur-unsur dengan kesamaan sifat kimia seringkali memiliki valensi yang sama. Di tempat terpisah, William Odling (kimiawan Inggris) mempublikasikan suatu penyusunan 57 unsur, yang disusun berdasarkan berat atomnya. Dengan beberapa ketakteraturan dan kesenjangan, ia melihat apa yang tampaknya menjadi periodisitas berat atom antara unsur-unsur dan bahwa ini sesuai dengan 'pengelompokan yang sudah pernah diterima.' Odling menyinggung ide hukum periodik tapi ia tidak mengembangkannya. Ia kemudian mengusulkan (pada tahun 1870) klasifikasi unsur-unsur berbasis valensi.
Kimiawan Inggris John Newlands menerbitkan serangkaian makalah dari tahun 1863 hingga 1866 yang mencatat bahwa ketika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan berat atom, sifat kimia dan fisika yang sama akan berulang pada interval delapan; tampaknya ia menyamakan periodisitas dengan oktaf musik. Oleh karenanya disebut Hukum Oktaf. Bagaimanapun, idenya ini menyebabkan Newlands dicemooh oleh para koleganya, dan Chemical Society menolak mempublikasikan hasil karyanya. Namun Newlands mampu merancang sebuah tabel unsur dan menggunakannya untuk memperkirakan keberadaan unsur-unsur yang belum ditemukan, seperti germanium. Chemical Society akhirnya mengakui arti penting penemuan Newlands lima tahun setelah pengakuan terhadap Mendeleev.