Атомистическое учение Дальтона завоевывало все новых и новых сторонников главным образом потому, что содержало в себе, во-первых, картину физического устройства вещества и, во-вторых, на его основе, — объяснение химических явлений. Именно второй аспект атомистики Дальтона был особенно важен для дальнейшего развития химии, поскольку принятие учеными атомистической теории зависело, в первую очередь, от соответствия ее основных положений экспериментальным данным.
Некоторые ученые, безусловно признавая методологическую значимость атомистики Дальтона, справедливо расценивали его идею определять атомный состав соединений по данным весового анализа с применением постулата наибольшей простоты как недостаточно обоснованную. Такой точки зрения придерживались, например, английский ученый У.Г. Уолластон и шведский химик Й.Я. Берцелиус. Именно они предприняли попытки усовершенствовать систему Дальтона на основе собственных исследований и представлений.

Использование наиболее простых соотношений между элементами приводило к неправильным значениям относительных атомных масс. Более того, относительная атомная масс одного и того же элемента (например азота) могла различаться в зависимости от того, при анализе какого соединения она была получена (оксида азота или аммиака). Однако несовершенство техники взвешивания какое-то время позволяло округлять результаты разных анализов.
Вместо относительных атомных весов У.Г. Уолластон предложил использовать эквивалентные веса, которые он определил для многих элементов и соединений по отношению к кислороду. Хотя в своих работах он не дал однозначного определения понятию эквивалент (и иногда отождествлял его с дальтоновским относительным атомным весом), в большинстве случаев его данные представляли собой соединительные веса, т.е. весовые соотношения, в которых соединяются элементы. Пересчитанные относительно водорода (принятого за 1), многие значения эквивалентов Уолластона оказались близки к атомным весам Дальтона. В 20-е гг. XIX в. многие химики предпочитали пользоваться именно эквивалентами Уолластона. Они казались ученым менее произвольными, поскольку их величины можно было рассчитать не на основании абстрактного дальтоновского постулата, а по экспериментальным результатам.
Следует подчеркнуть, что закон простых кратных отношений был выведен на основании анализа весьма ограниченного круга соединений, поэтому значения относительных атомных весов (масс) Дальтон определил для сравнительно небольшой группы из известных в то время элементов (см. табл. 8.2). Благодаря работам Т. Томсона и У.Г. Уолластона список элементов с рассчитанными относительными атомными весами был существенным образом расширен. Путем многочисленных аналитических экспериментов достоверность закона кратных отношений применительно ко многим неорганическим оксидам, солям, а позднее — и к органическим соединениям проверил и подтвердил И.Я. Берцелиус.