Az ókori görögök úgy gondolták, hogy a világ öt elemből áll: föld, levegő, tűz, víz és éter. Valahányszor Kr. E. 500 körül a Democritus először azt az elképzelést terjesztette elő, hogy a világ minden része apró, oszthatatlan részecskékből készül, atomoknak nevezik. Az atomos kifejezés az ókori görögből származik, jelentése „oszthatatlan”. Az 1800-as évek elején John Dalton formalizálta az atomelméletet. Azt javasolta, hogy az anyag kis részecskékből áll, atomoknak nevezik, hogy ezeket az atomokat kémiai reakciókban rendezzék át, és ezeknek az atomoknak különböző tulajdonságai vannak.
Dmitri Mendelejev orosz vegyész volt, akit a periódusos édesapjaként ismertek. Az akkoriban ismert elemeket egy táblázatba rendezte, és hiányosságokat hagyott benne az elemek számára, amelyekre azt jósolta, hogy később felfedezésre kerülnek. A modern periódusos rendszer 118 különféle elemből áll, 18 csoporttal és hét periódussal.
Kilencvennégy elem természetesen előfordul, 80 közülük stabil izotópokkal rendelkezik. A Föld leggazdagabb eleme az oxigén, amely elengedhetetlen az élethez, amint azt bolygónkon ismerjük. A tudósok úgy vélik, hogy a két legkönnyebb elem a Nagyrobbanás során jött létre. Az összes többi természetben előforduló elem nukleáris reakciók révén létezett. A csillagok egyesítik a különböző magokat, hogy nehezebb magokat hozzanak létre, de a csillagok csak olyan nehéz elemeket tudnak előállítani, mint 26 proton, ami vas. Az ennél nehezebb elemeket a szupernóvákban hozták létre, a 94-es atomszámig. Bármelyiknél nagyobbat az emberek mesterségesen hoztak létre. Ezen szupermasszív elemek némelyike nagyon instabil, és a létrehozásuk után egy másodperc törtekben szétesik vagy szétesik.
A periódusos rendszer az elemek szervezésének egyik módja. A modern periódusos rendszerben az elemek atomszámuk szerint vannak rendezve. Az atomszám azt jelzi, hogy egy atommagjában hány proton van. Az atomtömeg megmutatja nekünk, hogy hány proton és neutron van a magban. Az elektronok száma megegyezik a semleges atomban levő protonok számával. A függőleges oszlopokat periodikus táblázatcsoportoknak nevezzük . A csoport összes elemének hasonló tulajdonságai vannak. Például az első csoportba tartozó elemek mindegyike fémek, és vízzel reagálnak. A vízszintes sorokat szakaszoknak nevezzük . Bár ugyanazon időszak elemei nem rendelkeznek hasonló tulajdonságokkal, mindegyikük azonos számú elektronhéjjal rendelkezik. A mai időszakos táblázat 118 különböző elemből áll, kezdve hidrogénnel egy atomszámmal és Oganesson-nal 118 atomszámmal kezdve.
Az elemek háromféle szubatomi részecskékből állnak, nevezetesen protonok, neutronok és elektronok . Míg a protonok és a neutronok az atommagjában találhatók, az elektronok a héj körül keringenek héjakon vagy energiaszinteken, a magtól különböző távolságra. Az elektronokat keringő pályán tartják, mivel negatív töltésük ellentétes a magmaggal. Az elektronok mindig egy atom legalacsonyabb energiaállapotát keresik. Az első héjba legfeljebb két elektronot helyezünk, majd a második és a harmadik héjba nyolc elektronot követünk. Például a szkandium atomszáma 21, azaz 21 protonja van. Mivel semleges atom, tehát 21 elektron is van. A héjakat a legkisebbtől, a központtól távolabb töltik meg. A Scandiumnak 21 elektronja van, tehát 21 elektronot kell betenni a héjba. Tehát az első héjában kettő lesz, a másodikban nyolc, a harmadikban nyolc, a negyedikben pedig három. A Scandium szerkezete 2.8.8.3.
Az első csoportba tartozó elemeket együttesen alkálifémeknek nevezzük. Ezek mind fémek, amelyek erőteljesen reagálnak a vízzel. Mindegyiknek egy elektronja van a külső héjában. Ahogy a csoportot a lítiumról a franciára tovább mozgatja, a reakcióképesség növekszik.
Az alkálifémekkel szemben lévő csoport elemeit nemesgáznak nevezik. Nagyon nem reagálnak, és teljes külső héjuk van. Nem gyúlékonyak és alacsony forráspontúak. Ide tartoznak a hélium, a neon, az argon, a kripton, a xenon és a radon.
