卢瑟福假设，一种原子的原子量同其原子序数的差别可以用原子核中存在一种电中性粒子来解释。他认爲，这种电中性的粒子是由一个电子环绕一个质子构成。1920年代，当时物理学者公认的原子核模型是原子核由质子构成。但是，当时已经知道一种原子的原子核只带有大概其原子量一半的正电荷。对这个现象的解释是原子核中有一些电子，中和了质子的电荷。以氮-14核为例：当时认爲此原子核由14个质子和7个核外电子构成。因此，它应该带7个正电荷，同时质量数为14。随后兴起的量子力学指出，任何能量也无法把电子这样轻的粒子束缚在像原子核