Вторым фундаментальным понятием, на которое Менделеев опирался при написании "Основ", стало понятие массы, а точнее, представление о влиянии массы тела на его физико-химические свойства. Химические явления, подчеркивал Менделеев, следуя в свою очередь идеям К.-Л. Бертолле , определяются не только запасом химической энергии (силой химического сродства), но и массой взаимодействующих тел. Химические реакции происходят либо "от неравенства химической энергии", т. е. от различий в "степени напряжения силы сродства", либо, если заметного "перевеса сродства" нет, в силу "влияния массы действующих веществ".

Если спроецировать эти утверждения на атомный уровень, то можно сказать, что атом данного элемента характеризуется не только определенным запасом химической энергии, но и определенной массой (весом), причем химическая энергия атома (а следовательно, его свойства) зависят от атомной массы (веса):

химическая энергия атома = f(A), где A - атомный вес.

Тем самым "понятия массы и химизма" оказывались не просто связанными, но связанными причинно-следственной зависимостью. Тому, что Менделеев принимал такую зависимость и придавал ей важное значение, существует немало доказательств. Уже в первой главе "Органической химии" (1-е изд. - 1861 г.) он писал: "Выходя из того принципа, что причина химических реакций состоит в физических и механических свойствах частиц, должно подвергать всестороннему изучению те явления, в которых яснее всего проявляются эти свойства. Удельный вес тел, отношение их к теплоте, сцепление, коэффициент сжатия (или упругости), подвижность жидкостей, кристаллическая форма, световые отношения и многие другие свойства тел должны находиться в более или менее прямом взаимном отношении и зависеть от веса частиц и состава их". Из этого следовало, что в предельном случае, т. е. в случае атома, свойства последнего должны зависеть от его веса. Впоследствии, в статье "Соотношение свойств", Менделеев напишет: "Величина атомного веса определяет характер элемента, как величина /веса/ частицы определяет свойства сложного тела".

Перенесение идеи зависимости свойств сложного тела (его химической энергии) от веса его частиц (идеи, которую Менделеев связывал с именем Бертолле) на атомный уровень сыграло существенную роль в поисках рациональной системы элементов.