Parece lógico pensar que la masa del núcleo atómico debe coincidir con la suma de las masas de los protones que lo constituyen. Sin embargo esto no es así, medidas precisas de la masa de los núcleos realizadas con el espectrógrafo de masas indican que la masa de los núcleos es mayor que la esperada al sumar la masa de sus protones. La explicación podría estar en la existencia de otra partícula que acompañe a los protones en el interior del núcleo de los atómos.

El propio Rutherford planteó ante la Royal Society en 1920 que en el núcleo atómico, además de los protones, debía haber otras partículas sin carga eléctrica. La idea implicaba la existencia de una fuerza de atracción entre estas partículas de naturaleza diferente a la eléctrica.

En 1932, James Chadwick (como ves, bastante tiempo después), demostró la existencia de estas partículas a las que denominó neutrones debido a que no poseen carga (esta es una de las razones por las que se tardó tanto en descubrirlos) y que tienen una masa parecida a la del protón.

Conocida la existencia del neutrón, podemos resumir las partículas elementales constituyentes de un átomo en la siguiente tabla: