ХIХ ғасырдың аяғы мен ХХ ғасырдың басында ашылған физика мен химияның ұлы жаңалықтары: катод сәулелерінің, электролиз құбылысының, радиоактивтіктің ашылуы атом құрылысының күрделі екенін және оның құрамына электрондар кіретінін көрсетті. Электрон — заряды теріс, массасы протон массасының 1/1840 бөлігіне тең бөлшек. Атом электробейтарап бөлшек болғандықтан электрондардың теріс зарядтарын бейтараптап тұратын атом құрамына кіретін оң зарядтар болуға тиіс.
Атом құрамына оң зарядты бөлшектер кіретінін 1911 жылы ағылшын ғалымы Э.Резерфорд тәжірибе арқылы дәлелдеді. Ол α-сәулелерінің шоғырын жұқа металл пластинкасына бағыттап жібергенде, сәулелердің басым көпшілігі металл пластинкасы арқылы өтіп кететіні, тек кейбір α-сәулелерінің бағытын өзгертетінін, ал өте сирек бірен-саран α-бөлшектерінің кейін қайтатынын байқаған. Кейбір α-сәулелерінің кейін қайтуын олардың атом құрамындағы заряды оң бөлшекпен соқтығысуынан деп қана түсіндіруге болады. Орасан көп атомдар арқылы өткен сәулелердің тек кейбіреулері ғана бағытын өзгертеді. Бұдан атомның құрамындағы оң зарядтар шоғырланған бөлшектің көлемі өте кішкентай екенін байқауға болады.
Осы тәжірибе негізінде Э.Резерфорд атомның планетарлық теориясын ұсынды. Бұл теория бойынша атомның ортасында оң зарядталған ядро болады, оны электрондар орбиталар бойынша айналып жүреді.
Атом электробейтарап болғандықтан ядродағы оң зарядтардың саны, оны айналып жүрген электрондар зарядының санына тең. Электрондар массасы өте аз шама болғандықтан, атомның барлық массасы ядроға шоғырланған. Ядроның көлемі атомға қарағанда өте кішкентай. Егер атом, ядро, электрон шар тәрізді десек, атомның диаметрі 10-10 м, ал ядроның диаметрі 10-15 м болады, яғни ядро атомнан 100000 есе кіші болады.
Бұдан былайғы зерттеулер ядродағы оң зарядтардың саны Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесіндегі элементтің реттік нөмеріне тең екенін көрсетті.
Сонымен элемент атомы ядросындағы оң зарядтардың саны және оны айналып жүретін электрондардың саны элементтің реттік нөмеріне тең. Мысалы, кальцийдің периодтық жүйедегі реттік нөмері 20. Бұдан кальций атомының ядросында 20 оң заряд бар екенін және оны 20 электрон электрондық қабаттарда айналып жүретінін білуге болады.
