Unsur kimia
Dari 94 unsur yang terbentuk secara alami, unsur dengan nomor atom 1 hingga 82 memiliki sekurang-kurangnya satu isotop stabil (kecuali teknesium, unsur 43, dan prometium, unsur 61, yang tidak memiliki isotop stabil). Isotop yang dianggap stabil adalah mereka yang tidak (atau belum) teramati mengalami peluruhan radioaktif. Unsur dengan nomor atom 83 hingga 94 adalah tidak stabil dari sudut pandang peluruhan radioaktif seluruh isotop yang dapat dideteksi. Beberapa unsur ini, terutama bismut (nomor atom 83), torium (nomor atom 90), dan uranium (nomor atom 92), memiliki satu atau lebih isotop dengan waktu paruh yang cukup panjang untuk bertahan sebagai sisa-sisa ledakan nukleosintesis stelar yang menghasilkan logam berat sebelum pembentukan Tata Surya. Selama lebih dari 1,9 tahun, lebih dari satu milyar kali lebih lama daripada perkiraan umur alam semesta saat ini, bismut-209 (nomor atom 83) memiliki waktu paruh peluruhan alfa terpanjang di antara unsur yang terjadi secara alami, dan hampir selalu dianggap setara dengan 80 unsur stabil. Unsur yang paling berat (yaitu yang di atas plutonium, unsur 94), mengalami peluruhan radioaktif dengan waktu paruh yang sangat singkat dan tidak ditemukan di alam sehingga harus disintesis.
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.