صحيح أن الهاوي فان دن بروك أذهل الخبراء وحيرهم بتوصله إلى مفهوم العدد الذري، إلا أنه لم يُكمل تمامًا مهمة تأسيس هذا العمل العلمي الكبير، والشخص الذي أكمله بالفعل، والذي يُمنَح على نحو شبه دائم شرفَ اكتشاف العدد الذري، هو العالم الفيزيائي الإنجليزي هنري موزلي، الذي مات في الحرب العالمية الأولى ولم يتجاوز عمره 26 عامًا. وقد بنيت شهرته على بحثين اثنين فقط، أكد فيهما تجريبيا أن العدد الذري هو مبدأ ترتيبي للعناصر أفضل من الوزن الذري. كما يُعتبر هذا البحث العلمي مهما أيضًا؛ لأنه أتاح للآخرين أن يحدِّدوا عدد العناصر التي لم تكن قد اكتشفت بعد فيما بين حدود العناصر الموجودة طبيعيًا (ما بين الهيدروجين واليورانيوم).

كان موزلي قد تلقى تدريبه في جامعة مانشستر كتلميذ لأستاذه رذرفورد، وتضمنت تجاربه قيامه بجعل الضوء يرتد عن أسطح عينات من عناصر مختلفة، وتسجيل التردد المميز للأشعة السينية التي أطلقها كلُّ منها. تحدث هذه الانبعاثات بسبب طرد إلكترون داخلي من الذرة؛ مما يحثُ إلكتروناً خارجيًا على أن يملأ الفراغ الناتج في عملية تكون مصحوبة بانبعاث للأشعة السينية.

بدأ موزلي بانتقاء 14 عنصرًا، 9 منها – وهي من التيتانيوم إلى الزنك – كونت تتابعا مستمرا من العناصر في الجدول الدوري. وما اكتشفه هو أن الرسم البياني المكون من تردُّد الأشعة السينية المنبعثة في مقابل مربع عددٍ صحيح يمثل موضع كل عنصر في الجدول الدوري؛ يشكّل خطًا مستقيما. كان هذا تأكيدًا لفرضية فان دن بروك بأن العناصر يمكن ترتيبها عن طريق تتابع من الأعداد الصحيحة، التي سُمِّيت فيما بعد بالأعداد الذرية؛ عدد لكل عنصر بدءًا من الهيدروجين = 1، ثم الهيليوم = 2، وهكذا.

وفي بحث آخر، بسط موزلي نطاق هذه العلاقة لتشمل 30 عنصرًا آخَر؛ ممَّا قوى مركزه أكثر. ثم صار من السهل نسبيًّا على موزلي أن يُثبت ما إذا كانت المزاعم التي تُطلق بين الحين والآخر عن عناصر كثيرة جديدة صحيحةً أم لا؛ فعلى سبيل المثال: كان الكيميائي الياباني سيجي أوجاوا قد زعم أنه عزل عنصرًا ما ليملأ الفراغ الذي يوجد أسفل المنجنيز في الجدول الدوري، وقاس موزلي تردُّد الأشعة السينية التي أطلقتها عينة أوجاوا حين سلَّطَ عليها وابلا من الإلكترونات، فوجَدَ أنه لا يتطابق مع القيمة المتوقعة من العنصر 43.

بينما كان الكيميائيون يستخدمون الأدوات الذرية لترتيب العناصر، كان ثمة قدر كبير من عدم اليقين بشأن عدد العناصر الباقية التي لم تكتشف بعد؛ وكان هذا بسبب الفجوات غير المنتظمة الموجودة بين قيم الأوزان الذرية للعناصر المتتابعة في الجدول الدوري. وقد اختفت هذه المشكلة حين تحوّل العلماء إلى استخدام العدد الذري، وحينئذ صارت الثغرات التي بين العناصر المتتابعة منتظمة تمامًا، بمقدار وحدة واحدة من العدد الذري.

بعد وفاة موزلي استخدم كيميائيون وفيزيائيون آخرون طريقته، ووجدوا أن العناصر المجهولة المتبقية أعدادها الذرية هي 43 و61 و72 و75 و85 و87 و91، متخللة التتابع المتساوي المسافات من الأعداد الذرية. وتمَّ شَغْل آخر تلك الفراغات في عام 1945، عقب تخليق عنصر رقمه الذري 61، وهو البروميثيوم.