miniatura|Taula periòdica dels elements (IUPAC 2019)|400x400px La taula periòdica és una ordenació dels elements químics per ordre creixent de nombre atòmic i de manera que queden agrupats els que tenen propietats semblants en les columnes. La taula periòdica actual deriva de la dissenyada pel químic rus Dmitri I. Mendeléiev el 1869, tot i que anteriorment altres científics havien descobert la periodicitat de les propietats però no profunditzaren en el seus descobriments. Les altres propostes més destacades són les tríades de Döbereiner (1829), el cargol tel·lúric de Béguyer de Chancourtois (1862), la llei de les octaves de Newlands (1864, 1865, 1866), la taula d'Odling (1864), la taula de Hinrichs (1864) i la taula de Meyer (1864, 1970). Es tracta d'un descobriment simultani, ja que cap dels autors coneixia els treballs dels altres.

A partir del descobriment de la llei periòdica molts autors han dissenyat centenars de taules periòdiques: planes, en tres dimensions, rectangulars, circulars, en espiral, etc. Actualment la taula periòdica més usada és la de la IUPAC (Unió Internacional de Química Pura i Aplicada) que deriva directament de la de Mendeléiev amb modificacions posteriors com les de Brauner (posició de la sèrie dels lantanoides), Ramsay (grup dels gasos nobles), Werner (separació dels elements de transició o del bloc d) i Seaborg (posició de la sèrie dels actinoides).

Els inicis de la química Robert Boyle, al , trencà amb l'alquímia i definí els elements químics com aquelles substàncies que no podien ser descompostes en altres més simples. Per tal d'explicar les lleis ponderals, John Dalton, el 1808 proposà una nova teoria atòmica. Segons aquesta teoria, els elements estaven formats per àtoms, indivisibles i indestructibles, tots iguals entre si, però diferents dels àtoms dels altres elements. La unió dels àtoms donava lloc a la varietat de substàncies conegudes. La ruptura de les unions entre els àtoms per formar noves unions era l'origen de les transformacions químiques.

Conèixer les propietats dels àtoms, i en especial el seu pes, es transformà en la tasca fonamental de la química i, gràcies a les idees d'Amedeo Avogadro i Stanislao Cannizzaro, durant la primera meitat del , gran part de la labor química consistí a determinar els pesos dels àtoms i les fórmules químiques de molts compostos.

Descobriments de la periodicitat dels elements Les tríades de Döbereiner + Tríades de Döbereiner Element Massa molar (g/mol) Densitat (g/cm³) Clor 35.45 0.0032 Brom 79.90 3.1028 Iode 126.90 4.933 Calci 40.08 1.55 Estronci 87.62 2.54 Bari 137.33 3.594 En començar l'any 1829 s'havien descobert només 39 elements químics dels 90 que existeixen a la naturalesa, i el farmacèutic alemany Johann Wolfgang Döbereiner observà que hi havia diversos grups de tres elements químics de propietats semblants, que anomenà tríades, en què la massa atòmica i la densitat d'un d'ells era la mitjana aritmètica dels altres dos. Així, el calci, l'estronci i el bari formaven compostos de composició similar (per exemple, els òxids tenen la mateixa fórmula CaO, SrO i BaO) i amb propietats similars (sòlids a temperatura ambient, fàcilment oxidables…), i observà que les propietats de l'estronci eren intermèdies entre les del calci i les del bari. Per exemple la massa atòmica de l'estronci val 87,62, un valor quasi igual a la mitjana aritmètica de les masses atòmiques del calci i del bari, que és 88,7:

El mateix passava amb dues tríades de no metalls: sofre, seleni i tel·luri; i clor, brom i iode; i amb els metalls liti, sodi i potassi, a més dels esmentats. També descobrí tríades de metalls, com crom, manganès i ferro, que no són degudes a cap relació de periodicitat. És evident que Döbereiner descobrí la periodicitat dels elements químics però no elaborà cap taula periòdica, no aconseguí relacionar les tríades unes amb les altres, ni profunditzà més en aquesta recerca.

El cargol tel·lúric de Béguyer de Chancourtois miniatura|Cargol tel·lúric de Béguyer de Chancourtois El 1862 s'havien descobert 48 elements químics i el geòleg francès Alexander-Émile Béguyer de Chancourtois publicà un sistema periòdic tridimensional que consistia en els elements ordenats segons les masses atòmiques creixents en una hèlix inscrita en un cilindre que feia una volta cada setze unitats de massa atòmica. L'anomenà vis tellurique (cargol tel·lúric) degut a que l'element tel·luri quedava situat just al mig i tel·luri significa terra. D'aquesta manera, els elements que diferien en setze unitats de massa atòmica, o un múltiple sencer de 16, tenien propietats químiques i físiques semblants i quedaven situats damunt de verticals.

Malauradament, el treball de Béguyer de Chancourtois sortí publicat a la mateixa revista però separat en tres parts i l'editor dels Comptes Rendus oblidà posar els gràfics destruint tota força visual. Posteriorment, el 1863, Béguyer de Chancourtois publicà novament aquest treball personalment, però tingué poca difusió i no aconseguí el ressò suficient, en part perquè no es difongué entre els químics.

Resulta evident que Béguyer de Chancourtois descobrí la periodicitat de les propietats dels elements químics en ordenar-los segons la seva massa atòmica, però no aconseguí donar-la a conèixer i abandonà el seu interès. No fou fins al 1889 que es tingué notícia d'aquesta organització dels elements químics en la conferència Faraday a la Royal Institution de Mendeléiev a Londres, quan aquest la mencionà. Fou divulgat el mateix any gràcies a un article publicat a la revista Nature del químic britànic Philip J. Hartog després d'haver assistit a la conferència de Mendeléiev. Hartog traduí a l'anglès parts del treball de Béguyer de Chancourtois i escriví que les masses atòmiques dels elements semblants complien la relació n + 16 n', on n era la massa atòmica d'un element i n' un nombre sencer.

La llei de les octaves de Newlands miniatura|La taula de Newlands del 1866|420x420px El químic anglès John A.R. Newlands publicà una sèrie de documents, els anys 1864 i 1865, on descrivia un intent de classificar primer 12 elements i després 33. No coneixia l'ordenació de Béguyer de Chancourtois perquè no s'havia difós. Newlands observà que si s'ordenava els elements químics segons la seva massa atòmica calculada per Stanislao Cannizzaro, hi havia propietats físiques i químiques similars que es repetien a intervals de cada vuit elements, que anomenà llei de les octaves per la seva semblança amb la repetició de les notes musicals.

El 1866 aconseguí presentar aquest descobriment davant de la Chemical Society of London amb una taula on inclogué fins a 62 elements, ordenats en vuit columnes verticals de set elements i numerats de l'1 al 56 (hi havia 6 parelles que ocupaven el mateix lloc). Aquesta numeració pot considerar-se precursora del nombre atòmic. Però quan ho comparà amb les octaves de la música fou ridiculitzat per alguns dels assistents i després no es publicà la conferència. Newlands, pel seu compte, aconseguí publicar un resum pocs dies després al Chemical News. Queda clar que Newlands descobrí la periodicitat però el seu ordenament contenia problemes que no pogué resoldre, com ara la posició de l'oxigen i del sofre juntament amb el ferro.

La taula d'Odling miniatura|Taula periòdica de William Odling del 1864, publicada al The Quarterly journal of science|381x381px William Odling, químic anglès, publicà el 1864 una taula periòdica amb 57 elements ordenats segons l'ordre creixent de la massa atòmica. Eren els mateixos anys en què Newlands classificava només 12 elements. Odling havia assistit el 1860 al congrés de Karlsruhe i escoltà les explicacions de Stanislao Cannizzaro sobre les masses atòmiques i la nova manera de calcular-les, així com la definició de molècula.

En aquesta taula, molt semblant a la primera taula que publicà Mendeléiev cinc anys després, Odling també invertí les posicions del tel·luri i del iode per situar-los a la mateixa fila que els elements semblants, deixant el criteri estricte d'ordre creixent de masses atòmiques i deixà buits, però sense indicar que eren llocs que ocuparien elements encara no descoberts. Aquesta taula no tengué ressò entre els químics i Odling no seguí explorant les seves possibilitats.

La taula de Hinrichs Gustavus Hinrich un químic danès emigrat als Estats Units. Quan Bunsen i Kirchhoff publicaren les taules espectrals per a cada element, Hinrichs observà que les freqüències de les línies espectrals eren també múltiples sencers de la diferència més petita. El 1867 publicà una taula periòdica on els elements químics s'ordenaven per ordre creixent de masses atòmiques i es disposaven damunt d'una espiral que creixia amb la massa atòmica. La disposició feia que els elements semblants quedassin alineats en direccions radials.

La taula de Lothar Meyer miniatura|Taula periòdica de Meyer del 1868 L'alemany Julius Lothar Meyer, que havia assistit al congrés de Karslruhe (1860) igual que Mendeléiev i Odling, publicà una primera taula periòdica el 1862 amb només 28 elements. El 1864 publicà el llibre de text Die Modernen Theorien der Chemie, que incloïa la taula periòdica actualitzada amb 50 elements i basada en la seva valència. El 1868, en la 2a edició publicà un taula millorada, deixant llocs buits per elements no descoberts. Tanmateix hi hagué un retard en la publicació i no sortí fins al 1871, quan Mendeléiev ja havia fet pública la seva.

El 1870 il·lustrà la periodicitat de les propietats dels elements amb un gràfic on representava el volum atòmic respecte de la massa atòmica, però aquest gràfic no fou inclòs. El 1895, després de la mort de Meyer, es republicà l'article incloent el gràfic. La taula de Meyer sembla més coherent i més precisa que la de Mendeléiev, inclosa la correcta col·locació de mercuri i cadmi, estany i plom i tal·li i bor, cap dels quals Mendeléiev dugué a terme. Tanmateix Meyer no realitzà prediccions de nous elements ni suggerí correccions de masses atòmiques com les de Mendeléiev.

La taula periòdica de Mendeléiev La taula periòdica de 1869 miniatura|447x447px|Esborrany en francès realitzat per Mendeléiev el 17 de febrer de 1869Després d'esdevenir professor de la Universitat Imperial de Sant Petersburg, Dmitri I. Mendeléiev necessitava un llibre de text per a les seves classes, que anomenà Principis de química. Quan havia de descriure els elements químics, intentà cercar un ordre amb una lògica i descobrí la llei periòdica. Abans de la publicació, que fou entre 1868 i 1871, Mendeléiev escriví un breu resum de només una pàgina que duia per títol Assaig d'un sistema dels elements basat en les seves masses atòmiques i en les analogies químiques, que distribuí entre els químics russos a principis del 1869. El 6 de març de 1869, Mendeléiev en fe una presentació formal davant la Societat Química de Rússia, que duia per títol Sobre la correlació entre els elements i les seves masses atòmiques, on explicà la seva llei periòdica i que fou llegida pel químic Nikolai Menxutkin i publicada en rus en el primer número de la nova revista de la societat (Jurnal Rússkogo Fíziko-Khimitxéskogo Obsxestva). Amb l'objectiu de difondre-la entre els químics d'altres països, n'envià dos resums a les revistes alemanyes Journal für praktische Chemie i Zeitschrift für Chemie. En la seva taula: miniatura|Primera versió de la taula periòdica publicada al volum 1 del Jurnal Rússkogo Fíziko-Khimitxéskogo Obsxestva

Ordenà els elements segons les masses atòmiques creixents, iniciant noves columnes per fer coincidir elements amb propietats físiques i químiques semblants a les línies, com ara els halògens F, Cl, Br i I, o els alcalins Li, Na, K, Rb i Cs. Per aconseguir-ho, hagué de posar un nombre diferent d'elements a cada fila.