Работа "Периодические системы строения вещества" была написана им в период отбывания наказания в Шлиссельбургской крепости за участие в революционной деятельности. В своей книге Морозов развивает мысль о сложном строении атомов и этим обосновывает сущность периодического закона химических элементов. Он отстаивает теоретическую возможность разложения атома, которая в то время большинству физиков и химиков казалась неубедительной, т.к. для этого утверждения ещё не было достаточных экспериментальных доказательств. Н.А.Морозов также высказывает мысль о том, что главнейшей задачей химии будущего станет синтез элементов. Развивая идею Ж.Дюма, Н.А.Морозов предложил периодическую систему углеводородов - "карбогидридов", по аналогии с таблицей Менделеева - "в порядке возрастания их паевого веса", и построил таблицы, отражающие периодическую зависимость ряда свойств алифатических и циклических радикалов от молекулярного веса. Н.А.Морозов предположил, что среди атомов должны существовать химически нейтральные элементы. Ряд вычисленных Н.А.Морозовым атомных весов элементов нулевой и первой группы совпал с определёнными много лет спустя атомными весами соответствующих изотопов. Глубокий анализ свойств элементов нулевой и восьмой группы периодической системы Менделеева привёл Н.А.Морозова к мысли о необходимости объединить их в один нулевой тип, что было также оправдано последующими работами. "Таким образом, - писал известный химик профессор Л.А.Чугаев, - Н.А.Морозов мог предсказать существование нулевой группы лет за 10 до того, как она была фактически открыта. К сожалению, по независящим от него обстоятельствам, это предсказание не могло быть тогда опубликовано и появилось в печати значительно позднее." Поразительным и бесспорным является тот факт, что более 100 лет назад Н.А.Морозов смело и уверенно принял точку зрения сложного строения атомов, превращаемости элементов, допуская возможность искусственного получения радиоактивных элементов, признавая необычайные запасы внутриатомной энергии. По словам академика И.В.Курчатова, "современная физика полностью подтвердила утверждение о сложном строении атомов и взаимопревращаемости всех химических элементов, разобранное в своё время Н.А.Морозовым в монографии "Периодические системы строения вещества".