Mendeleev a laissé des lacunes dans son tableau périodique parce que les propriétés des éléments connus prédisaient d'autres éléments non encore découverts à ces endroits. En organisant son tableau périodique, il a reconnu que ces lacunes seraient être rempli au fur et à mesure que les futurs scientifiques identifiaient de nouveaux éléments.
Mendeleev a établi le tableau périodique sur la base des propriétés connues des atomes, en particulier la masse atomique, la masse équivalente et la valence. Cette méthode a révélé des modèles répétitifs ou périodiques parmi les éléments suggérant une organisation inhérente. Dans certains cas, la masse atomique mesurée d'un atome était en conflit avec sa position prédite dans le tableau périodique de Mendeleev. Dans ces situations, Mendeleev a correctement supposé que la mesure était erronée et il a réussi à estimer la masse atomique correcte.
De même, Mendeleev a prédit les propriétés des éléments qui rempliraient les espaces vides de son tableau périodique. Par exemple, il a anticipé la découverte du gallium (que Mendeleev appelait eka-aluminium) ainsi que plusieurs caractéristiques de cet élément. Il a estimé assez précisément des caractéristiques telles que la masse atomique, la densité, la valence et même la méthode de découverte du gallium. Ses prédictions étaient tout aussi impressionnantes en prédisant la découverte du scandium, du germanium et d'autres éléments ; cependant, ses prédictions n'étaient pas uniformément exactes. Dans au moins trois cas, les lacunes de son tableau n'ont pas conduit à la découverte d'un élément nouveau.
