Ferramenta extremamente poderosa, e indispensável, para o estudo da química, a tabela periódica de Mendeleev continua insuperável, desde 1869, para organizar os elementos químicos neutros com base em suas propriedades químicas e espectroscópicas. No entanto, ela não dá conta de descrever com precisão os comportamentos eletrônicos dos chamados íons altamente carregados, ou seja, átomos que perderam muitos elétrons.
Nesses átomos, que se formam em condições extremas, como as encontradas em laboratórios de física de alta energia ou no interior de estrelas, as interações entre o núcleo e os elétrons restantes mudam radicalmente. Com isso, as propriedades eletrônicas desses íons (níveis de energia, estrutura de orbitais e resposta à luz) não obedecem à lógica da tabela periódica tradicional.