人，阿倫尼烏斯的電離學說，在物理和化學兩個學科裡都具有很重要的作用。無奈之下，化學委員會提出給他“一半物理獎、一半化學獎”，甚至又提出“他獲獎問題延期至第二年”。最後，委員會還是把1903年的諾貝爾化學獎給了他。
1869年，俄國科學家門捷列夫（dmitrimendeleev）發現了元素週期律和元素週期表，他將當時已知的63種元素依原子量大小並以表的形式排列，把有相似化學性質的元素放在同一行，就是元素週期表的雛形。門捷列夫在排列元素週期表的過程中，又大膽指出，當時一些公認的原子量不準確。如那時金的原子量公認為169。2，按此在元素表中，金應排在鋨、銥、鉑的前面，因為它們被公認的原子量分別為198。6、196。7、196。7，而門捷列夫堅定地認為金應排列在這三種元素的後面，原子量都應重新測定。大家重測的結果，鋨為190。9、銥為193。1、鉑為195。2，而金是197。2。實踐證實了門捷列夫的論斷，也證明了週期律的正確性。
在門捷列夫編制的週期表中，還留有很多空格，這些空格應由尚未發現的元素來填滿。門捷列夫從理論上計算出這些尚未發現的元素的最重要性質，斷定它們介於鄰近元素的性質之間。例如，在鋅與砷之間的兩個空格中，他預言這兩個未知元素的性質分別為類鋁和類矽。就在他預言後的四年，法國化學家布阿勃朗用光譜分析法，從門鋅礦中發現了鎵。實驗證明，鎵的性質非常象鋁，也就是門捷列夫預言的類鋁。鎵的發現，具有重大的意義，它充分說明元素週期律是自然界的一條客觀規律；為以後元素的研究，新元素的探索，新物資、新材料的尋找，提供了一個可遵循的規律。
門捷列夫排列元素週期表是按照原子量大小來排列，並把相似化學性質的元素放在同一列。這些都是從元素的物理屬性（質量）和化學屬性（化學性質）來排布，並沒有揭露元素之間最本質的差異。孫元起的論文就從這個角度著手。；
論文從孫元起前兩篇論文的結論寫起，認為原子有原子核和核外電子層組成，因為電子帶負電，所以原子核裡應該有帶正電的其他粒子，它們非常小，卻擁有幾乎整個原子的質量；它們結構非常穩定，擁有的正電荷數和質量幾乎不變；原子核所帶正電荷數，決定了該種原子屬於何種元素，而原子核所帶正電荷數也與原子核的質量——即原子量——存在正關聯。
因為孫元起身邊並沒有實驗器材，只好“設計”了1913年英國物理學家莫塞萊的實驗：利用陰極射線撞擊金屬產生x射線。認為實驗結果“應該”是金屬的原子序數越大，x射線的頻率就越高。因此可以從一個方面證明原子核的正電荷決定了元素的化學性質，原子序數在數量上等於原子核所帶的正電荷，進而明確作為週期律的基礎不是原子量，而是原子序數。
這是論文的第一部分，主要討論原子核與元素之間的關係。
而論文的第二部分，孫元起則開始討論原子核外層的電子及其與元素化合物之間的關係。這些主要“剽竊”自物理學界另一位大牛尼爾斯·玻爾（nielshenrikdavidbohr）的研究成果。
玻爾（1885—1962）是丹麥著名物理學家，家境良好。1903年進入哥本哈根大數學與自然科學系讀書。1906年，還是大學生的玻爾就因對水的表面張力的出色研究工作，榮獲丹麥皇家科學院金質獎章。其後，於1909年和1911年以金屬電子論方面的論文，分別獲得哥本哈根大學的科學碩士和哲學博士學位。1911年赴英國劍橋大學，在j·j·湯姆遜的指導下，跟盧瑟福搞科研。1913年，寫出了《原子構造和分子構造》（1）（2）（3）三篇論文，提出了定態躍遷的原子模