Mendelejevov perodický zákon znie: Vlastnosti prvkov sú periodickými funkciami ich atómových čísiel. Táto periodicita vlastností prvkov je priamo podmienená práve periodicitou vo výstavbe vonkajších elektrónových vrstiev ich atómov pri narastaní počtu elektrónov. Moderná teória štruktúry atómu odkryla veľký fyzikálny význam periodického zákona a ukázala, že tento zákon je priamym dôsledkom zákonitostí v štruktúre atómov jednotlivých prvkov.

Ďalšie významné obdobie periodického zákona súviselo so zistením, že periodické vlatnosti prvkov závisia nie priamo od relatívnej atómovej hmotnosti, ale od atómového čísla, ktoré jednoznačne určuje umiestnenie každého prvku v periodickej sústave a možno ho presne zistiť z charakteristického röntgenového spektra prvkov. Mendelejevom zistená periodická závislosť vlastností prvkov od relatívne atómovej hmotnosti súvisí s tým, že náboj jadra, počet protónov a hmotnosť jadra určená úhrnným počtom protónov a neutrónov sa menia takmer proporcionálne. Uvedené poznatky síce spresnili formuláciu periodického zákona, avšak základná myšlienka vyslovená Mendelejevom, ostala v podstate nezmenená. Ukázalo sa, že sú pravdivé slová Mendelejeva ".. periodickému zákonu v budúcnosti nehrozí zánik, ale len dobudovanie a vývin".

D. I. Mendelejev analyzujúc jednotlivé efekty pri rozpúšťaní, vypracoval v roku 1887 tzv. chemickú teóriu roztokov. Podľa tejto teórie je rozpúšťanie procesom nielen fyziklnym, ale aj chemickým, lebo molekuly rozpúšťadla reagujú s časticami rozpúšťanej látky a vytvárajú s nimi viac alebo menej labilné zlúčeniny rôzneho zloženia.