二原子分子
19世紀、二原子分子は、元素、原子、分子の概念の確立において重要な役割を果たした。ジョン・ドルトンによる最初の原子説では、全ての元素は単原子であり、化合物には最も簡単な原子比率があると仮定された。例えば、ドルトンは酸素が水素の8倍の質量(現代では約16倍)の元素であるため水の分子式はHOであると仮定した。結果として、原子の質量と分子式の混乱は約半世紀存在した。
1805年、ゲイ=リュサックとフォン・フンボルトによって水が2個の水素と1個の酸素で形成されていることが発見され、1811年にはアメデオ・アヴォガドロによってアボガドロの法則と二原子分子の仮定をベースにして水の構造が説明された。しかし、これらの結果は1860年までほとんど受け入れられなかった。その理由は、同じ原子同士には化学親和力は全く無いと信じられ、かつ気体の解離反応におけるアボガドロの法則の例外があったためである。
1860年、カールスルーエ国際会議でスタニズラオ・カニッツァーロはアボガドロの考えを復活させ、現代の値にほとんど一致する原子量表を作成した。これらの質量は、ドミトリ・メンデレーエフとロータル・マイヤーによる周期律の発見の重要な前提条件となった。