元素在周期表中的序號，等于該元素原子的核內質子數。1913年英國物理學家摩斯萊用亞鐵氰化鉀晶體作衍射光柵，研究從鋁到金許多元素的X射線光譜，發現X射線頻率的平方根跟原子序數成直線關系。他認為這是元素原子中核電荷數（即質子數）有規律地增加的結果。原子序數的測定，解決了周期表中氬和鉀、鈷和鎳、碲和碘三對元素原子量顛倒排列的問題。根據此發現，將元素周期律更準確地表達成現代形式，即元素的性質隨著原子序數的遞增而呈現周期性的變化。