Чтобы разобраться в сущности открытого Д. И. Менделеевым закона, проследим, как изменяются свойства химических элементов, расположенных в порядке возрастания их относительных атомных масс. Номер, который получает в этой последовательности каждый элемент, называют порядковым, или атомным, номером.
В ряду от лития Li до фтора F с возрастанием относительных атомных масс наблюдается постепенное ослабление металлических и усиление неметаллических свойств. Литий Li — щелочной металл с ярко выраженными металлическими свойствами. У бериллия Be металлические свойства ослаблены, BeO и $Be(OH)_{2}$ амфотерны. У элемента бора B преобладают неметаллические свойства, которые затем постепенно усиливаются у последующих элементов, достигая наивысшей степени у фтора F. После него следует благородный газ неон Ne.
С возрастанием относительных атомных масс от лития Li до углерода C валентность в соединениях с кислородом увеличивается от 1 до 4. Начиная с углерода, элементы в этом ряду образуют также летучие соединения с водородом. Валентность в соединениях с водородом уменьшается от 4 у углерода до 1 у фтора.
Начиная с элемента натрия Na (порядковый номер 11), наблюдается повторяемость свойств элементов предыдущего ряда. Натрий (подобно литию Li) — элемент с сильно выраженными металлическими свойствами, у магния Mg (аналогично бериллию Be) металлические свойства выражены слабее. Алюминий Al (подобно бору B) трёхвалентен, но его оксид и гидроксид амфотерны. Кремний Si (как и углерод C) — неметалл. У последующих элементов — фосфора P и серы S — неметаллические свойства усиливаются. Предпоследний в этом ряду элемент хлор Cl (подобно фтору F) обладает наиболее выраженными неметаллическими свойствами. Этот ряд, как и предыдущий, заканчивается благородным газом аргоном. Аналогично предыдущему ряду, валентность элементов в соединениях с кислородом возрастает от 1 у элемента натрия Na до 7 у элемента хлора Cl. Валентность в соединениях с водородом уменьшается от 4 у кремния Si до 1 у хлора Cl.
Начиная с калия (порядковый номер 19), вновь наблюдается постепенное изменение свойств от типичного щелочного металла до типичного неметалла (галогена брома Br) и благородного газа криптона Kr. Только в этом ряду находится не восемь, а восемнадцать химических элементов.
Вывод: Закон был назван периодическим, поскольку свойства элементов меняются периодично, с заданной закономерностью.