Mendeleev ha lasciato delle lacune nella sua tavola periodica perché le proprietà di elementi noti predissero altri elementi, ancora non scoperti, in questi luoghi. Mentre Mendeleev organizzava la sua tavola periodica, riconobbe che queste lacune avrebbero essere riempito in quanto i futuri scienziati hanno identificato nuovi elementi.
Mendeleev ha messo insieme la tavola periodica sulla base delle proprietà note sugli atomi, in particolare la massa atomica, la massa e la valenza equivalenti. Questo metodo ha rivelato schemi ripetitivi o periodici tra gli elementi che suggerivano un'organizzazione intrinseca. In alcuni casi, la massa atomica misurata di un atomo era in conflitto con la sua posizione prevista nella tavola periodica di Mendeleev. In queste situazioni, Mendeleev ha correttamente presupposto che la misurazione fosse sbagliata e ha stimato con successo la massa atomica corretta.
Allo stesso modo, Mendeleev ha previsto le proprietà degli elementi che avrebbero riempito gli spazi vuoti nella sua tavola periodica. Ad esempio, ha anticipato la scoperta del gallio (che Mendeleev chiamava eka-alluminio) e diverse caratteristiche di questo elemento. Ha stimato con precisione caratteristiche come la massa atomica, la densità, la valenza e persino il metodo di scoperta del gallio. Le sue previsioni erano altrettanto impressionanti nel predire la scoperta di scandio, germanio e altri elementi; tuttavia, le sue previsioni non erano uniformemente accurate. In almeno tre casi, gli spazi vuoti nella sua tabella non hanno portato alla scoperta di un nuovo elemento.
