1869年，门捷列夫将当时已知的63种元素进行分族，将全部已知元素按原子量递增顺序排列起来，得到了第一个元素周期表，发现了元素性质变化的一些周期性规律。在化学的系统化过程中，元素周期律的发现是一个重要的里程碑，它将许多似乎互不相干的事实用一个共同的原则联系起来，并且指出研究方向。之后，新的元素不断发现，元素周期表不断完善。

    元素周期律是原子中电子层结构周期性变化的必然结果。下面联系前面讲过的原子结构理论来阐述元素周期表。

周期
    在元素周期表中，把元素分为七个横行，每一横行称为一个周期。每个元素所属的周期是由其基态原子能量最高的电子所在的能级组的序号所决定的（参见图4－5）。各周期中元素的数目是相应能级组中原子轨道可容纳的电子总数，因此各周期所含元素的数目分别为：2、8、8、18、32、26（未完）。每一周期都以ns¹开始，以稀有气体（价电子排布为ns²np⁶，He例外为1s²）结束。

族
    元素周期表共有18个纵行，包括：7个主族（ⅠA~ⅦA），7个副族（ⅠB~ⅦB），1个第Ⅷ族和1个0族，共16个族。同族元素具有相同的价层电子构型。主（A）族元素原子，最后填人电子的亚层为s或p亚层，因此价层电子构型特征为：ns^1~2（ⅠA、ⅡA）和ns²np^1~5（ⅢA~ⅦA）；副族元素（又称为过渡元素）原子，电子最后填入的亚层为d或f亚层，其中填入f亚层的又称为内过渡元素，价层电子构型特征分别为：（n-1）d^1~10ns^0~2和（n－2）f^0~14（n-1）d^0~2ns²。零族元素的价层电子构型为：ns²np⁶（其中He为1s²）。综上所述，元素在周期表中所处的族族数就等于其价层电子构型中电子的总数（ⅠB、ⅡB、第Ⅷ族和零族元素除外）。

区
    根据元素原子价层电子构型的不同，可把全部元素分为五个区：s区、p区、d区、ds区和f区。见表4－2。

    因此，已知一个元素的原子序数，可以推知它的电子层结构以及在周期表中的位置。反之，若已知某元素所处的周期与族，也可推知其电子层结构、原子序数以及元素名称。例如已知Cd元素原子序数为48，其电子排布为［Kr］4d¹⁰5s²，所在周期为第五周期，族号数为第ⅡB族，属于ds区过渡元素。
    例4－2  已知某元素基态原子电子排布为［Kr］4d^(?)5s^(?)5p²，写出该元素的元素符号，并指出其所在的周期、族和区。
    解：电子在5p亚层填填入2电子，比5p亚层能量低的各亚层应该已充满，电子构型为：［Kr］4d¹⁰5s²5p²，原子序数＝36＋10＋2＋2＝50，该元素属于第五周期，ⅣA，p区，为50号元素Sn。