El modelo atómico de Rutherford trajo un avance muy importante respecto del primer modelo atómico que había planteado Thomson.  Pero, como aquél, encontró desde el mismo momento de ser formulado importantes dificultades. Nos referimos aquí a una de ellas: La dificultad para entender la estabilidad del núcleo del átomo.

En 1913 Moseley (1887-1915) había enunciado una ley empírica que establece una relación sistemática entre la longitud de onda de rayos X emitidos por distintos átomos y su número atómico, Z. Esta ley apoya la hipótesis de la existencia de partículas con carga positiva en el núcleo de los átomos. En 1918, un año antes de plantear su modelo, Rutherford consideró expresamente dichas partículas. Había comprobado que al disparar las partículas alfa contra un gas de nitrógeno, sus detectores de centelleo muestran los mismos signos que los núcleos de hidrógeno y dedujo que esos núcleos de hidrógeno procedían de dentro de los núcleos del nitrógeno. Concluyó que el núcleo de hidrógeno era una nueva partícula fundamental con carga positiva: el protón. Sin embargo, al plantear el modelo nuclear, vio que este hallazgo traía una dificultad: Puesto que la carga positiva del núcleo del átomo es igual a la carga negativa total de los electrones de dicho átomo, el núcleo contiene varios protones (tantos como electrones tiene el átomo). Al estar cargados positivamente, ¿Por qué se mantienen fuertemente unidos dentro del núcleo?.

Esta hipótesis es compatible con el hecho de que la masa del átomo de hidrógeno es muy aproximadamente la suma de las masas del electrón y el protón. Sin embargo, la masa de todos los demás átomos es mayor que la suma de las masas de sus protones más sus electrones.