当时,经过18、19世纪许多化学家对化合物组成进行的定量研究,已逐渐得出一些定律,如定比、倍比和当量比例定律。原子理论作为一种可资运用的有效方案,可以成功地解释这些定律,这为原子学说提供了有力的支持。
然而,道尔顿的学说不能从化合比例决定原子的相对重量。比如原子学说可以解释水总是由氢与氧按1:8的比例合成,但氢、氧的相对重量我们还是不知道,因为我们并不知道水中氢氧元素各有多少个原子。当然,现在我们已经知道水分子由两个氢原子与一个氧原子组成,因此水分子可表示为H2O,但在十九世纪很长的一段时间中,水分子却被表示为HO。
为理解某种化合物中每种元素各有多少个原子以及得出正确的原子量所需要的东西实际上早在1811年就被提出了,这就是阿伏加德罗假说。这一假说认为:同温同压同体积的气体含有相同数的分子。遗憾的是,这一假说长期未受重视。直到1860年,在卡尔斯鲁厄举行的首届国际化学家会议上,有化学家强调了阿伏伽德罗假说对化学的重要性后,阿伏伽德罗假说才很快征服了化学家的心灵。
于是,在化学家眼中,被假设为不可再进一步分割的“元素”成为构成宇宙的基本成分。随着人们发现的元素数目的增加,化学家手中的原子数也逐渐增长。20世纪早期这个数目就达到了92个,这意味着世界上有几十种不同的 “原子”。那么寻找了2000多年的简单的统一性在哪里呢?是否存在更为基本的“原子”,几十种不同的元素都由其组成呢?