X射線的發現為周期表的曆史開辟了一個新的時代。1911年，英國物理學家巴拉克發現，當X射線被金屬散射時，散射後的X射線的穿透本領會隨著金屬的不同而迥然不同。
1914年，英國青年物理學家莫塞萊確定了各種金屬所產生的標識X射線的波長，並得到了一個重要的發現：各元素的波長非常有規律地隨著它們在周期表中的排列順序而遞減。
這使得各種元素在周期表中應處的位置完全固定下來了。如果周期表中有兩個挨在一起的元素，它們所產生的X射線的波長差比原來預期的差值大一倍的話，那麼，它們之間肯定應當有一個屬於未知元素的空位；如果兩個元素的標識X射線的波長差同預期值並沒有出入，那麼，就可以肯定它們之間並不存在著待填補進去的元素。這樣，人們就有可能確切地知道元素的確定數目了。
化學家們當時把元素從1（氫）一直排列到92（鈾），並且發現，這種“原子序數”不僅對於了解原子的內部結構十分重要，而且比原子量更為重要。
莫塞萊的新體係很快就被證明是很有價值的。法國化學家於爾班在發現了鑥以後，曾宣布他又發現了另外一種被稱之為“鋸”的新元素、根據莫塞萊的體係，鑥是第71號元素，而“鋸”則應該是第72號元素。但是在莫塞萊分析了“鋸”的標識X射線以後，弄清了所謂“鋸”實際上仍然是鑥。第72號元素一直到1923年，才被丹麥物理學家科斯特和匈牙利化學家赫維西在哥本哈根的一個實驗室中檢測出來，並定名為“鉿”。
當莫塞萊去世以後，他的方法的準確性得到了證實。莫塞萊是在1915年作為第一次世界大戰的犧牲者，在加利波利死去的，當時才28歲。瑞典物理學家西格班擴展了莫塞萊的工作，他發現了一係列新的X射線，並精確地測定了各種元素的X射線譜，並因此項工作在1924年而獲得了諾貝爾物理學獎。
1925年，德國的諾達克、塔克和貝格又填補了周期表的另外一個空位。他們在對可能含有他們要尋找的這種元素的礦石進行了3年的研究以後，終於發現了第75號元素，並把它定名為“錸”。這就使得周期表中尚待填補的空位隻剩下了4個，即第43號、第61號、第85號和第87號元素。
沒想到的是，用了整整20年的時間，人們為了尋找到剩下的這4個元素。當時的化學家們並沒有認識到所有的穩定性元素已經全部找到，而這些尚待填補的元素都是不穩定的元素，它們在今天的地球上已經極其稀少，因而除了其中一個元素以外，全都必須在實驗室中用人工方法製備出來，才能加以認證。