元素的性质随着原子序数（即核电荷数或质子数）的递增而呈周期性变化，这种规律叫做元素周期律。元素的性质以及由元素形成的各种化合物的性质，都跟元素原子的核电荷数成周期性的关系，这一规律叫做元素周期律。1869年俄国化学家门捷列夫（ДMИTpИЙ ИBaHOBИчMeHдeлeeB，1834—1907）在总结前人研究成果的基础上提出元素周期律：“元素的性质随着元素原子量的增加而呈周期性的变化”。或称“元素性质是原子量的周期函数。”门捷列夫把当时已知的63种元素排成元素周期表，初步实现元素的系统化。同年德国化学家迈尔（Julius Lother Meyer，1830—1895）也提出一张元素周期表，明确指出元素性质是原子量的周期函数。它的工作偏重于研究元素的物理性质。1913年英国物理学家摩斯莱（Henry Moseley，1887—1915）通过测定各种元素的X射线，发现元素的核电荷数等于自身的原子序数。这不仅能解释元素周期表中三对元素（钾和氩、镍和钴、碘和碲）原子量颠倒排列的原因，还把元素周期律表述得更准确。随着本世纪原子结构模型的建立，揭示了元素性质有周期性变化的原因：元素及其化合物性质的周期性变化是原子核外电子层结构周期性变化的必然结果。在元素周期表的短周期中，当把元素按原子序数（即核电荷数）递增的次序排列时，核外最外电子层结构重复着由s1到s2p6的变化，因此元素的性质（氧化数、第一电离能、电子亲和势、电负性、金属性、非金属性、原子体积、单质的密度、硬度、熔点、沸点、导电性和延展性）也发生周期性的变化。元素周期律具有深刻的哲学意义，它充分证明量变引起质变规律的普遍性。