El modelo de Rutherford de la estructura atómica dejaba un importante problema sin resolver. Se sabía que el hidrógeno, el átomo más sencillo, contenía solamente un protón, y que el átomo de helio contenía dos protones. Por lo tanto, la relación entre las masas de un átomo de hidrógeno y un átomo de helio debía ser 2:1. (Debido a que los electrones son mucho mas ligeros que los protones, se puede ignorar su contrubución a la masa atómica). Sin embargo, en realidad la relación es 4:1. Rutherford y otros investigadores habían propuesto que debería existir otro tipo de partícula subatómica en el núcleo, hecho que el físico inglés James Chadwick probó en 1932. Cuando Chadwick bombardeó una delgada lámina de berilio con particulas α, el metal emitió una radiación de muy alta energía, similar a los rayos γ. Experimentos posteriores demostraron que esos rayos realmento constan de un tercer tipo de partículas subatómicas, que Chadwick llamó neutrones, debido a que demostró que eran partículas electricamente neutras con una masa ligeramente mayor que la masa de los protones. El misterio de la relación de las masas ahora puede explicarse. En el núcleo de helio existen dos protones y dos neutrones, mientras que en el núcleo de hidrógeno hay sólo un protón y no hay neutrones; por tanto, la relación es 4:1.
Existen otras partículas subatómicas, pero el electrón, el protón y el neutrón son los componentes fundamentales del átomo que son importantes para la química.
Masa y carga de las partículas elementales.
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