Mendeleev a lăsat lacune în tabelul său periodic, deoarece proprietățile elementelor cunoscute au prezis alte elemente, încă nedescoperite, în aceste locații. După cum Mendeleev și-a organizat masa periodică, a recunoscut că aceste lacune să fie umplută ca oameni de știință viitori identificate elemente noi.
Mendeleev a pus împreună masa periodică pe baza proprietăților cunoscute despre atomi, în special masa atomică, masa echivalentă și valența. Această metodă a evidențiat modele repetitive sau periodice printre elementele care sugera o organizație inerentă. În unele cazuri, masa atomică măsurată a unui atom a contrazis poziția sa previzionată în tabelul periodic al lui Mendeleev. În aceste situații, Mendeleev a presupus corect că măsurarea a fost greșită și a estimat cu succes masa atomică corectă.
În mod similar, Mendeleev a prezis proprietățile elementelor care ar umple spațiile goale în tabelul său periodic. De exemplu, el a anticipat descoperirea galiului (pe care Mendeleev la numit eka-aluminiu), precum și câteva caracteristici ale acestui element. El a estimat destul de precis caracteristici cum ar fi masa atomică, densitatea, valența și chiar metoda de descoperire a galiului. Predicțiile sale erau la fel de impresionante în prezicerea descoperirii scandiului, germaniului și a altor elemente; totuși, previziunile sale nu erau corecte în mod uniform. În cel puțin trei cazuri, golurile din tabelul său nu au dus la descoperirea unui element nou.
