以上公式說明，X射線的波長，取其倒數的平方根與原子序數Z呈直線函數關係，式中的a、b都是常數。這個公式，就是莫斯萊定律的數學形式。若將莫斯萊定律和盧瑟福的粒子散射實驗相結合，人們很容易得出結論：原子序數在數量上正好等於元素的核電荷數，這一發現是建立原子模型的基礎。1914年4月，莫斯萊把他的研究結果撰成論文，發表在《哲學雜誌》上，論文指出：“各種元素調射線譜中譜線的波長倒數或頻率，近似地正比於a（Z-b）2，其中a、b是常數。Z就是原子序數。”
根據莫斯萊的工作，化學家們對化學元素周期律作出了科學的解釋，並引申出以下幾點：1元素的性質不像人們以前理解的，隻是原子量的周期函數，而是原子序數，即核電荷數的周期函數。這就解釋了為什麼在化學元素周期表中有鉀和氬、鈷和鎳、碲和碘等多處原子量大的反而排在原子量小的元素前邊的“倒置”現象。
2．原子的核電荷數，既然和原子序數相等，整個原子又呈中性，所以原子核外必然有與原子序數數目相等的電子在運動。
3．同一元素的各原子（同位素），它對應的原子量可能不同，但核電荷數一定相等。
此後，化學元素周期律就建立在科學的基礎之上了。同時，這一發現還為預言新元素，填補周期表空白，提供了理論依據、莫斯萊的工作受到高度讚揚，盧瑟福指出：“莫斯萊由於一係列的完美研究贏得了榮譽，他在短短的4年研究中，取得了驚人的成就，認識他的所有人，都預言他有一個輝煌的科學前程。毫無疑問，元素的性質決定於原子序數的結論，是一個偉大的發現，在理論與實驗方麵都具有深遠的意義，這一理論在提高人類對原子結構的認識方麵，將成為偉大的裏程碑。”
1914年8月，第一次世界大戰爆發。莫斯萊輕信了當時英國統治者的號召人民“保衛祖國”、“維護文明”等堂而皇之的詞語，應征入了伍，當上了皇家工程兵的一名中尉。盧瑟福出於惜才之心，特意寫信向英國要人，要求把莫斯萊從前線調回來，讓他從事科學工作，但沒有成功。1915年8月10日，在土耳其加利波利半島登陸戰役中，土耳其軍隊進攻到莫斯萊所在部隊側翼的200米處。當時莫斯萊正用電話向軍隊傳達命令，一顆土耳其人的罪惡子彈，擊中了他的頭部，這位年輕科學家頓時身亡，年僅27周歲。莫斯萊死後的全部科學儀器和私人財產，按著他預先的安排，都獻給了英國皇家學會。一顆聰明智慧的頭腦，被戰爭無情地毀滅了，一顆剛剛升起的明亮的化學之星過早地隕落了、科學家們發明的槍彈和火藥殺死了這位偉大的科學家。莫斯萊的早逝，給科學界帶來極大的悲哀、特別是他的導師盧瑟福，在心靈深處長期有一種巨大的失落感。