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Empédocles, um filósofo grego do século V a.C., não contribuiu diretamente para a tabela periódica como a conhecemos hoje, mas as suas ideias influenciaram o pensamento científico inicial sobre os elementos. Ele propôs que toda a matéria era composta por quatro "raízes" ou elementos fundamentais: terra, água, ar e fogo. Esta teoria foi uma das primeiras tentativas de explicar a composição do mundo natural.

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Aristóteles expandiu a teoria dos quatro elementos de Empédocles (terra, água, ar e fogo), acrescentando a ideia de que cada elemento tinha propriedades fundamentais: quente, frio, seco e húmido. Por exemplo, o fogo era quente e seco, enquanto a água era fria e húmida.

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O livro "Traité Élémentaire de Chimie" (1789) de Antoine Lavoisier foi marco seguinte na história da tabela periódica ao publicar uma lista com 33 substâncias elementares , isto é que não podiam ser decompostas em reações químicas, e das quais muitas fazem parte da tabela atual, agrupando-os como gases, metais, não-metais e terras.

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Em 1829, surgiu o modelo de Tríades de Dobereiner, do químico alemão Johann Wolfgang Dobereiner. Os elementos foram organizados em grupos de três e cada trio apresentava elementos que possuíam características químicas semelhantes. Ele propôs a Lei das Tríades em 1829, observando que certos elementos químicos podiam ser agrupados em grupos de três (tríades) com propriedades semelhantes. Além disso, ele notou que a massa atómica do elemento central de cada tríade era aproximadamente a média das massas dos outros dois elementos, porém não atenderam a essa ideia por não resultar para todos os elementos conhecidos.

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Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois (1862)

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Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois (1862)

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Em 1862, o geólogo e mineralogista francês, Alexandre de Chancourtois, apresentou o modelo conhecido como Parafuso Telúrico. Ele distribuiu os elementos em ordem crescente de massa atómica ao longo de uma faixa espiral existente em um cilindro, com os elementos de cada grupo (coluna) a terem as mesmas propriedades.

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Em 1864 Newlands observou que, quando os elementos conhecidos eram dispostos por ordem crescente de massas atómicas em colunas verticais de sete elementos, cada oitavo elemento apresentava propriedades que se repetiam periodicamente, excetuando o hidrogénio. A esta relação Newlands denominou de Lei das oitavas.

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Em 1868, Meyer promoveu algumas alterações em seu trabalho tornando-o um marco na história da Tabela Periódica. Esta nova versão era denominada a forma estendida da tabela. Classificava 53 elementos químicos, em ordem crescente de suas massas atómicas. Ele focou-se na relação entre as massas atómicas e os volumes atómicos dos elementos. Meyer criou um gráfico que mostrava como os volumes atómicos variavam periodicamente com as massas atómicas. Este padrão periódico foi uma das bases para a organização dos elementos químicos.

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A Tabela Periódica criada pelo russo Dmitri Mendeleev, em março de 1869, contava inicialmente com 63 elementos, Dmitri Mendeleev organizou a tabela periódica observando a repetição periódica das propriedades químicas dos elementos quando ordenados por massa atómica. Ele deixou espaços para elementos desconhecidos e previu com precisão as suas propriedades, além de corrigir dados errados de massas atómicas para manter a coerência da tabela. Estas inovações consolidaram a tabela periódica como uma ferramenta essencial para a química.

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Sir William Ramsay acrescentou à tabela de Mendeleev, no final do século XIX, os gases nobres, assim designados por se encontrarem na natureza na forma isolada, sendo muito raro vê-los combinados com outros elementos.

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Através dela Moseley deduziu que entre o hidrogénio e o urânio, deveria haver exatamente 92 tipos de átomos, cujas propriedades químicas eram governadas por Z (número atómico), e não pelo peso atómico. Isto significava dizer que a tabela periódica devia seguir a ordem crescente do número atómico e não a do peso atómico.

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Glenn Theodore Seaborg foi fundamental na descoberta e colocação da série dos actinídeos, que inclui elementos com números atómicos 89 (actínio) até 103 (laurêncio). O trabalho de Seaborg levou à "tabela periódica de Seaborg", que exibe os actinídeos abaixo dos lantanídeos, dando à tabela periódica seu "layout" atual.