مندلیف بر اساس خواص شیمیایی و فیزیکی مشابه عناصر، آنها را در جدول تناوبی مرتب کرد. به عنوان مثال، فلوئور و کلر در گروه هالوژن‌ها قرار دارند که خواصی مانند واکنش‌پذیری بالا دارند. لیتیوم و سدیم در گروه فلزات قلیایی قراردارند که به دلیل داشتن یک الکترون در لایه والانس خود، خواصی مانند واکنش‌پذیری بالا با آب دارند. در مورد عدد اتمی، این عدد نشان‌دهنده تعداد پروتون‌های یک عنصر در هسته‌اش است و مشخص‌کننده موقعیت عنصر در جدول تناوبی می‌باشد. با دانستن عدد اتمی، می‌توان ویژگی‌های عنصر را پیش‌بینی کرد و به سوالات مربوطه پاسخ داد.

زیرا تعداد الکترون برابری در لایه ی اخر دارد با افزایش عدد اتمی