Строежът на атомите и значението на протоните се разглеждат в следваща глава, така че за момента всичко, което е нужно, е да се разбере организационният принцип: водородът има само един протон, така че атомният му номер е едно и той заема първото място в таблицата; уранът има 92 протона, така че се намира към края, а атомният му номер е 92. В този смисъл, както изтъква Филип Бол, химията е просто въпрос на броене. (Атомният номер, между другото, не бива да се бърка с атомното тегло, което представлява броят на протоните плюс броя на неутроните в даден елемент.) Много още било неизвестно и неясно. Водородът бил най-разпространеният елемент, но никой нямало дори да се сети за това през следващите трийсет години. Хелият, вторият по изобилие елемент, бил открит само година преди това — никой и не подозирал дотогава за съществуването му — и то не на Земята, а на Слънцето, където бил открит със спектроскоп по време на слънчево затъмнение, ето защо името му е в чест на гръцкия бог слънце — Хелиос. Изолиран е чак през 1895 г. Но дори и така, благодарение на откритието на Менделеев химията оттогава се развивала на здрава основа.
За повечето от нас Периодичната таблица (наричана също Периодична система) е нещо красиво в абстрактен смисъл, но за химиците създала веднага такъв ред и яснота, които едва ли могат да бъдат преувеличени. „Несъмнено, Периодичната таблица на химичните елементи е най-елегантно организираната система, която някога е измисляна“ — пише Робърт Е. Кребс в История и използване на химичните елементи на Земята ни, а подобни хвалебствия могат да се намерят във фактически всяка публикувана история на химията. Днес имаме „около 120“ известни елемента — 92 естествени и две дузини създадени в лабораториите. Истинският брой е малко спорен, тъй като тежките, синтезирани елементи съществуват само за милионни части от секундата и химиците понякога спорят дали наистина са ги изолирали или не. По времето на Менделеев били известни 63 елемента, но част от гениалността му се изразявала в това, че осъзнал, че елементите, които били известни тогава, представлявали само част от цялата картина, а много елементи липсвали. Таблицата му предсказала достатъчно точно, къде ще се намират новите елементи, когато бъдат намерени.
Никой не знае между другото, с колко ще се увеличи броят на елементите, въпреки че всичко, надвишаващо 168 като атомно тегло, се смята за „чисто спекулативно“, но със сигурност, каквото и да бъде открито, ще пасне изрядно във великата система на Менделеев.
Деветнайсети век предоставил още една изненада за химиците. Всичко започнало, когато през 1896 г. в Париж Анри Бекерел оставил в едно чекмедже пакет с уранова сол върху опакована фотографска плака. След известно време, когато извадил плаката, с изненада открил, че има следи от изгаряне, причинени от солта, като че ли плаката е била изложена на светлина. Солта излъчвала някакви лъчи.
Имайки предвид значимостта на това, което открил, Бекерел направил нещо много странно: прехвърлил въпроса да бъде изследван от дипломирана студентка. За щастие, студентката била Мария Кюри, наскоро емигрирала от Полша. Заедно с новия си съпруг Пиер Кюри тя открила, че определен вид скали постоянно излъчват странна енергия, и то без да намаляват размера си или видимо да се променят. Това, което тя и съпругът й не можели да знаят — което никой не можел да знае, докато Айнщайн не обяснява нещата през следващото десетилетие — е, че скалите преобразуват масата в енергия по един много ефикасен начин. Мария Кюри нарича ефекта „радиоактивност“. В процеса на работата си семейство Кюри също открило два нови елемента — полоний, назован на родната й страна, и радий. През 1903 г. семейство Кюри и Бекерел заедно получават Нобеловата награда за физика. (Мария Кюри спечелва за втори път такава награда за химия през 1911 г., като засега е единственият учен, който е награждаван и за химия, и за физика.)
В Университета МакДжил в Монреал младият новозеландец Ърнест Ръдърфорд започнал да се интересува от новите радиоактивни материали. Заедно с колегата си Фредерик Соди открили, че в тези малки количества материя се съдържат огромни запаси от енергия и че радиоактивното разпадане на тези запаси може да обясни топлината на Земята. Открили още, че радиоактивните елементи се разпадат на други елементи — че един ден имаме например атом от уран, а на следващия — атом от олово. Това наистина било изключително. Било чисто и просто алхимия; никой дори не си бил и представял, че такова нещо може да се случва спонтанно, по естествен начин.