Atomová teorie se vyvíjela od starověku. Vědci vzali hypotézu řeckých vědců a stavěli na ní s jejich různými objevy a teorie týkající se atomu, které jsou odvozeny z řeckého slova „atomos“, což znamená nedělitelný. Od té doby vědecká komunita zjistila, že se tyto částice dále dělí na částice zvané protony, neutrony a elektrony. Název „atom“ se přesto zasekl.
Starověké řecké víry
Leucippus a Democritus jako první navrhli v pátém století př. N. L., Že veškerá hmota je tvořena malými jednotkami zvanými atomy. Oba filozofové se domnívali, že se jednalo o pevné částice bez vnitřní struktury, a měly různé tvary a velikosti. Nehmotné vlastnosti, jako je chuť a barva, byly podle této teorie vyrobeny z atomů. Aristoteles se však proti této myšlence ostře postavil a vědecká komunita jí po staletí nevěnovala vážnou pozornost.
Daltonova teorie
V roce 1808 anglický chemik John Dalton dále stavěl na řecké představě atomů. Postuloval, že hmota je tvořena atomy, což jsou malé nedělitelné částice. Navrhl také, že i když jsou všechny atomy jednoho prvku identické, jsou zcela odlišné od těch, které tvoří další prvky.
J.J. Thomsonova teorie
Anglický fyzik Joseph J. Thomson navrhl teorii „švestkového pudingu“ dělitelného atomu v roce 1904 poté, co v roce 1897 objevil elektrony. Jeho model předpokládal, že atomy se skládají z velké kladně nabité koule poseté záporně nabitými elektrony (nazýval je „krvinky“) jako ovoce ve švestkovém pudinku. Dále předpokládal, že náboj náboje pozitivní koule se rovná záporným nábojům elektronů. Dnes nazýváme kladné nabité částice protony a záporné elektrony.
Rutherfordova hypotéza
Britský fyzik Ernest Rutherford navrhl v roce 1911 jaderný model atomu, ve kterém existuje jádro. Objevil také aktivitu v této části, konkrétně pohyb protonů a elektronů ve střední části atomu. Dále předpokládal, že počet protonů v atomu se rovná počtu elektronů. Rovněž předpokládal, že existují neutrálnější částice. Tito se stali známými jako neutrony.
Bohrova teorie
Dánský fyzik Niels Bohr navrhl v roce 1913 planetární model, ve kterém se elektrony točí kolem jádra, stejně jako planety obíhají kolem Slunce. Zatímco elektrony jsou na oběžné dráze, mají to, co Bohr nazval „konstantní energií“. Když tyto částice absorbovat energii a přechod na vyšší oběžnou dráhu, Bohrova teorie je označuje jako „vzrušená“ elektrony. Když se elektrony vrátí na svou původní oběžnou dráhu, vydávají tuto energii jako elektromagnetické záření.
Einstein, Heisenberg a kvantová mechanika
Z desetiletí pečlivého výzkumu tisíců vědců vychází současná atomová teorie z práce, kterou ve 30. letech provedli Albert Einstein, Werner Heisenberg a další. Stejně jako u dřívějších teorií, atom se skládá z centrálního těžkého jádra obklopeného řadou elektronů. Na rozdíl od dřívějších teorií, které považovaly elektrony, protony a další drobné částice za určité pevné „hrudky“, moderní kvantovou teorii považuje je za statistické „mraky“; kupodivu můžete měřit jejich rychlost přesně, nebo jejich umístění, ale ne obě současně čas. Místo toho, aby se elektrony chovaly jako planety obíhající v dobře chovaných eliptických drahách, vířily kolem ve fuzzy oblacích různých tvarů. Atomy se pak stávají méně podobnými tvrdými, přesnými kulečníkovými koulemi a spíše podobnými pružnými kulatými houbami. A přesto, že jsou „pevnou“ hmotou, mohou vykazovat vlnové vlastnosti, jako je vlnová délka a interferenční vzory.
Teorie kvarku
Když se vědci dívali na atomy stále výkonnějšími nástroji, zjistili, že protony a neutrony, které tvořily jádro, byly zase vyrobeny z ještě menších částic. V 60. letech 20. století fyzici Murray Gell-Mann a George Zweig nazývali tyto částice „kvarky“ a vypůjčili si slovo použité v románu Jamese Joyce. Kvarky se dodávají v odrůdách jako „nahoru“, „dolů“, „nahoře“ a „dole“. Protony a neutrony jsou tvořeny ze svazků po třech kvarkech: „nahoru“, „dolů“ a „nahoru“ a „dolů“, „nahoru“ a „dolů“.