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2종류의 원소가 화합하여 2종 이상의 화합물을 만들 때, 한 원소의 일정량과 결합하는 다른 원소의 질량비는 항상 간단한 정수비(整數比)를 나타낸다는 법칙이다. 1804년 영국의 화학자 돌턴 (John Dalton)이 제창하였다. 예를 들어 질소의 산화물은 5종류가 있는데 14g의 질소와 결합하는 산소의 무게는 8, 16, 24, 32, 40g으로 따라서 1, 2, 3, 4, 5의 정수비가 성립한다. 광범위한 화합물에 대해 이 사실이 확인됨에 따라 물질이 더 이상 나누어질 수 없는 원자로 이루어진다는 돌턴의 이론을 뒷받침하는 가장 확실한 증거가 되었다. 원자는 절대로 쪼개지지 않는다는 것, 물질을 쪼개고 쪼개면 더 이상은 쪼갤 수 없는 원자라는 최소 단위로 쪼개지며 이제 더 이상은 쪼갤 수 없다는 것을 증명한 것이다.