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En 1817 Johann Dobereiner (a la izquierda) observó que el peso atómico del estroncio era aproximadamente la media entre los pesos del calcio y del bario, elementos que poseen propiedades químicas similares.

En 1829, tras descubrir la tríada de halógenos compuesta por cloro, bromo y yodo, y la tríada de metales alcalinos litio, sodio y potasio, propuso que en la naturaleza existían tríadas de elementos de forma que el central tenía propiedades que eran un promedio de los otros dos miembros de la tríada (la Ley de Tríadas).

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En 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone en evidencia una cierta periodicidad entre los elementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a ser diseñada.

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Maria Salomea Skłodowska-Curie, ​​ más conocida como Marie Curie​​, fue una física y química polaca nacionalizada francesa.1895, Becquerel descubrió accidentalmente la capacidad del sulfato doble de uranilo y potasio

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En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumen atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación con los otros elementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un volumen atómico importante.

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En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos . La primera tabla contenía 63 elementos.

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En 1913, un químico inglés, Henry Moseley, mediante estudios de rayos X, determinó la carga nuclear (número atómico) de los elementos, reagrupándolos en orden creciente de número atómico, tal como la conocemos hoy.

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Entre 1917 y 1929, el químico alemán Johan Dobereiner clasificó a algunos elementos en grupos de tres denominados triadas, ya que tenían propiedades químicas similares. Por ejemplo, en la triada cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I) notó que la masa atómica de Br estaba muy próxima al promedio de la masa de Cl e I. Desafortunadamente no todos los elementos se agrupaban en triadas y sus esfuerzos fallaron para proponer una clasificación de los elementos.

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En 1895 Lord Rayleigh informó del descubrimiento de un nuevo elemento gaseoso, llamado argón, que resultaba ser químicamente inerte. Este elemento no encajaba en ninguno de los grupos conocidos de la tabla periódica.
En 1898, William Ramsey sugirió que el argón se colocara entre el cloro y el potasio en una familia con el helio, a pesar del hecho de que el peso atómico del argón era mayor que el del potasio. Este grupo fue llamado "grupo cero" debido a la valencia cero de estos elementos. Ramsey predijo con precisión el descubrimiento futuro del neón y sus propiedades.

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Los últimos cambios importantes en la tabla periódica son el resultado de los trabajos de Glenn Seaborg a mediados del siglo XX, empezando con su descubrimiento del plutonio en 1940 y, posteriormente, el de los elementos transuránidos del 94 al 102.

Seaborg, premio Nobel de Química en 1951, reconfiguró la tabla periódica poniendo la serie de los actínidos debajo de la serie de los lantánidos.