Dmitrij Mendělejev, kterého jednoho dne u psacího stolu přepadla dřímota, z níž se probudil až poté, co přišel na myšlenku periodické soustavy prvků - popisu, na kterém je založena moderní chemie a jehož vypracování klasifikovalo tento obor v nadcházejícím věku jako vědu.

Mendělejev se snažil nalézt nějaké vhodné texty pro své studenty, ale na žádné vyhovující studijní materiály nenarazil. Proto napsal své vlastní - Základy chemie, které vyšly v mnoha vydáních v různých jazycích. Myšlenky potřebné k napsání knihy vedly Mendělejeva k formulaci periodického zákona v březnu 1869. Periodický zákon řadil tenkrát známé prvky podle jejich atomové hmotnosti a také předpovídal existenci dalších chemických prvků.

Seřadil prvky podle atomové hmotnosti do systému, známého dnes jako periodická soustava prvků. Vlastnosti prvků zde vyplývají z jejich atomových hmotností, daných počtem protonů v atomovém jádře a odpovídajícím počtem elektronů, charakterizujícím prvek chemicky.
Až do roku 1869, kdy Mendělejev svůj objev, učiněný po dlouhém srovnávání charakteristik všech známých prvků, zveřejnil, chyběly chemii obecné teoretické základy. Mendělejev měl tenkrát k dispozici jen omezený materiál, 60 prvků, a ke všemu představy o mnohých z nich byli chybné - popisovali se prvky "didym aj.", jež se později daly rozložit na směs prvků skutečných, chemicky dále nedělitelných.

Mendělejev si seřadil všechny známé prvky podle stoupajících atomových hmotností a studováním vzniklé tabulky zjistil jisté zákonitosti, které mu umožnily předpovědět objev neznámých prvků, a dokonce určit jejich fyzikální a chemické vlastnosti. Nazval je jménem nejbližšího souseda v tabulce s předponou -EKA- (to znamená první nejbližší), např. ekabór, ekahliník atd. Roku 1871 Mendělejev zveřejnil publikaci, kde při výkladu podstaty nově objeveného zákona předpovídal tento učenec také existenci prvků v té době neznámých. Ponechal proto ve své tabulce pro tyto prvky mnoho volných míst, jejichž atomovou hmotnost i jiné vlastnosti předpověděl. K těmto předpovědím byli vědci velmi podezřívaní. Když však byly takovéto prvky později skutečně objeveny (např. gallium, skandium, germanium), dosáhl Mendělejev světového uznání.

Výsledky jeho práce prakticky ověřil a dokázal až roku 1875 Lecoq de Boisbsaudran, který objevil galium, totožné s Mendělejovým ekahliníkem. Dokonce hmotnost prvku, Mendělejevem předpovězena, byla přesnější než Boisbaudranovo první měření.
Mendělejova periodická soustava získala obdiv po objevení skandia L. F. Nilsonem (1879) s vlastnostmi Mendělejevem předpovězeného ekabóru, a germania (Mendělejova ekakřemíku) C. Winklerm (1886).
O všeobecné přijetí periodické soustavy prvků se zasloužil i český chemik Bohuslav Brauner (1855-1935), Mendělejevův přítel a spolupracovník, jenž na přání Mendělejeva doplnil obsáhlou kapitolu o vzácných prvcích, v pozdějším vydání proslulé Mendělejevovy knihy Základy chemie.