从这时开始，就像每次重要的发现出现以后一样，历史迅速发展。几年间，带着偏见的世界完全坍塌。物理学家以全新的目光看待物质，考虑对之做出前所未有的描述。
首先，正如前文所说，物理学家们发现这些组成物质的原子与以前的原子论者想象的跳跃碰撞的原子完全不同。放射性的发现是一个非常戏剧性的变化。在此之前，物理学家们都坚信物质是不变的，而且原子（如果存在的话）必定是不灭的。发现放射性后，他们意识到这些想法并不总是正确的。某些原子“经历着一些事情”，它们的性质、质量、物理特性会发生改变。这些原子不仅有着年龄，也同样会有生命的终点。对它们来说，时间会流逝，会让它们产生无法挽回的变化。
1913年，卢瑟福的实验刚过去两年，尼尔斯·玻尔就有了另一个重要的发现：原子核而不是原子本身或电子才是放射性的根源。
（原子中的）外围电子在原子的外围运行，它们只参与化学反应。例如，这些电子能够与其他原子的电子相互作用并因此通过化学键将多个原子联系起来，成为一个分子。但电子与放射性完全没有关系。放射性对应的其实是某些原子核在一定时间后转变为其他原子核的过程，而伴随着这一转变的正是辐射或粒子的释放。我们称之为物质的“衰变”（transmutation）。
但是为什么某些原子核会自发发生衰变呢？德·拉·帕利斯先生一定会说“因为它们是不稳定的”。[1]是的！但是它们为什么不稳定呢？
因为这些原子核包含了过多的能量。然而一个系统总是倾向于摆脱它过剩的能量。让我们来想想牛顿和他的苹果。苹果掉下来的时候，将它最初的能量即“势能”的一部分变成了动能，即运动的能量。当它落到地上不动了，它的动能重新归零，而它的势能的值小于最初的数值。苹果的下落降低了它的海拔高度，从而让它进入了一个更稳定的状态，在这个新状态下，苹果的势能更弱。
放射性与这个例子有点相似，但其中扮演重要角色的并不是重力，而是另一种更加强烈的力：核力，也就是将原子核的各个组成元素相互连结起来的力。
放射性其实是原子核最终找到的一个用来排出它过剩核能的方式。在放射出粒子的同时，放射性原子核转变为别的原子核，以这样的方式新产生的物体的总质量比最初原子核的质量小。在这一活动中，有质量消失了。但它并未凭空消逝：它以能量的形态重获发现，即这一衰变产生的粒子所带的能量。这其实也是爱因斯坦1905年就已经说过的：能量与质量是等价的。E=mc2……
放射性变得清楚明白是在1930年代，物理学家们明白了所有原子核都是由质子和中子组成，这些粒子也称为“核子”（nucléon），因为它们都是原子核（拉丁语为nucleus）的组成部分。这些粒子间的相互关系比较复杂。质子带正电，质子之间因电荷间的作用相互排斥。但是如果它们像在原子核中一样离得非常近，那么另外一种非常强大的力，核力，则会试图反过来将它们聚拢在一起。而中子不带电，它们只受核力作用，核力则以相同的方式将它们与其他核子通通聚集起来，无论是质子还是中子。
概括地说，事情是这样的：在一个原子核中，如果质子和中子的核力和电荷间的作用力（库仑力）相互抵消，那么这个原子核就是稳定的；在其他情况下，质子和中子的数量不足以使吸引力和排斥力之间达到一种平衡，那么这个原子核就是带有放射性的：它最终会发生衰变（désintégration），这两种力角逐达到严重失衡所耗费的时间，便是原子核在衰变之前所经历的时间。
什么是化学元素？
所有原子核都由核子组成，也就是质子和中子。质子带正电，正好与电子相反。中子不带电。
原子核里质子的数量叫作原子序数，我们记为Z。至于中子的数量，记作N。Z+N的总数记作A，称为质量数，它同时也代表了一个原子核包含的所有核子的总数。
原子生来是不带电的，在原子中，原子核周围的电子数与原子核中的质子数（即原子序数Z）相等。原子序数有着特殊的重要性，因为对于所有拥有同样数量质子（即同样的Z）的原子，它们的原子核周围有着相同的外围电子，因而都有着相同的化学特性。它们组成了所谓的化学元素。氢元素是只含有1个质子的原子，硫元素则含有16个质子，铁有26个，银有47个，铀有92个。依据每个化学元素拥有的不同原子序数，我们对它们进行标注，于是它们各自能够在化学元素周期表（也称门捷列夫表）上占得一席之地。不同的化学元素在这个表上按照赋予它们不同化学特性的原子序数而排列，一个接一个地展示出来：氢元素是第一个（Z=1），然后是氦（Z=2），接着是锂（Z=3），然后是铍（Z=4），硼（Z=5）等等。
其实从1869年开始，门捷列夫就发现化学元素的某些特性会根据原子序数的不同发生周期性变化。于是，他没有将这些元素列在同一行，而是将他们分成了5行，每行18个元素，上下对齐。这张元素表还多出了一些空格，为之后发现的化学元素预留了位置。重要的一点是，同一纵列的原子都有着相近的化学特性：例如，在第一纵列，锂元素（Z=3）、钠元素（Z=11）和钾元素（Z=19）在化学特性上非常相近。我们怎么解释这个现象呢？所有这些原子的确都没有相同数量的电子，但是有相同的“化合价”——它们最外层的电子数都是1，这个电子被称作“价电子”。正是这个价电子——只有它能够参与到与其他原子之间发生的化学反应中。这也是锂、钠和钾化学表现相似的原因。
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