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Teoria dos Quatro Elementos: Empédocles propôs que tudo no universo era composto por quatro elementos fundamentais: terra, água, fogo e ar. Esses elementos eram considerados os blocos básicos de construção de toda a matéria, mas ele não tinha conhecimento sobre a natureza atómica da matéria.

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Aristóteles desenvolveu a teoria dos 4 elementos de Empídocles. Ele fez uma organização desses elementos (terra, água, fogo e ar) classificando-os como frio, seco, húmido e quente. Por exemplo, a água estaria associada a frio e húmido, enquanto o fogo estaria associado ao quente e seco. Cada um desses elementos tinha um devido lugar e procurava permanecer nele ou encontrá-lo, por exemplo a terra estava no centro dos 4 elementos, em seguida vinha a água, acima vinha o ar e, por último, acima de todos, o fogo.

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Observou que a água se decompunha em hidrogénio e oxigénio. Classificou então as substâncias encontradas em elementares por não conseguir dividi-las em substâncias mais simples. Publicou uma tabela periódica com 33 substâncias/elementos químicos. Classificou tais elementos em 4 grupos: as substâncias simples, metálicas, não metálicas e terrosas, mas não conseguiu estabelecer uma propriedade que os diferencia-se.

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Döbereiner observou que elementos com propriedades semelhantes podiam ser agrupados em conjuntos de três, onde o peso atómico do elemento do meio era aproximadamente a média dos outros dois, este estudo foi denominado como Lei das Tríades. Essa observação foi um passo importante para o posterior desenvolvimento da lei periódica por Dmitri Mendeleev.

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Jules Chancourtois foi um geólogo e mineralogista francês que também desempenhou um papel importante na história da organização dos elementos químicos. Ele é mais conhecido por ter desenvolvido um modelo precose da Tabela Periódica, que usava uma abordagem espiral para organizar os elementos. Ele usou essa abordagem quando propôs o parafuso telúrico, distribuindo nele os elementos na forma de uma espiral e em cada volta na espiral colocou 16 elementos em ordem crescente da massa atómica, de modo a posicionar os elementos com propriedades semelhantes.

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O químico inglês John Newlands observou que, ao organizar os elementos conhecidos de 7 em 7 e por ordem crescente de peso atómico, as propriedades dos elementos repetiam-se a cada oitavo elemento. Ele propôs a "Lei das Oitavas", um conceito importante, mas a sua ideia não foi amplamente aceita na época devido à falta de uma explicação científica mais robusta.

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A Tabela de Meyer foi baseada, principalmente, nas propriedades físicas dos elementos, porque fez uma nova distribuição segundo as massas atómicas. A tabela é constituída por aproximadamente, metade dos elementos químicos conhecidos na época, que ao todo eram 62 elementos. Ela foi organizada pelas suas valências, ou seja, com quantos outros átomos um átomo tem a capacidade de combinar, e foi feita por ordem crescente das suas massas atómicas e, dessa forma, conseguiu-se reparar que as propriedades físicas e químicas dos elementos eram funções periódicas.

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Ele, também chamado de pai da tabela periódica, organizou os elementos de acordo com as suas propriedades químicas e massas atómicas. Mendeleev deixou espaços vazios na tabela para elementos ainda não descobertos, prevendo as suas propriedades com grande precisão.

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Mostrou que a tabela periódica deveria ser organizada de acordo com o número atómico (o número de prótões no átomo) em vez da massa atómica, corrigindo os erros da organização anterior de Mendeleev. Isso foi fundamental, pois explicou a periodicidade e resolveu problemas com a organização de alguns elementos, como o cobalto e o níquel.