Jedes nachfolgende Modell für atomare Anatomie und Konstruktion basierte auf dem vorherigen. Philosophen, Theoretiker, Physiker und Wissenschaftler entwickelten das Atomparadigma im Laufe vieler Jahrhunderte fortschreitend. Mehrere hypothetische Modelle wurden vorgeschlagen, modifiziert und schließlich abgelehnt oder akzeptiert. Viele Wissenschaftler und Denker machten Entdeckungen und führten Experimente durch, um zu dem derzeit akzeptierten Atommodell zu gelangen. Die Entwicklung der Mathematik und Spezialtechnologie trugen wesentlich zum zeitgenössischen Verständnis der Natur der Atome bei.
Frühe sphärische Modelle
Da Atome zu klein sind, um gesehen zu werden, waren die ersten theoretischen Modelle intellektuelle Konstruktionen, die auf den logischen Methoden des induktiven und deduktiven Denkens beruhten. Der klassische griechische Philosoph Demokrit war der erste, der 400 v. Chr. die Existenz von Atomen vorschlug. Er argumentierte, dass Materie nicht auf unbestimmte Zeit geteilt werden kann und aus unteilbaren runden Teilchen bestehen muss, genannt Atome. Im Jahr 1800 gelangte John Dalton zu der gleichen Ansicht des Atomismus, indem er die experimentelle Methode zur Untersuchung von Gasen und Verbindungen verwendete. Seine Theorie wurde das Festkugel- oder Billardkugelmodell genannt.
Pflaumenpudding-Modell
1904 wurde der britische Physiker J.J. Thompson postulierte das Plumpudding- oder Rosinenbrötchen, das Modell des Atomismus. Es basierte auf dem Wissen um die kürzlich entdeckten negativ geladenen subatomaren Teilchen, die Elektronen genannt werden. Thompsons Experimente mit Kathodenstrahlröhren veranlassten ihn, die Existenz winziger Teilchen im Inneren von Atomen zu theoretisieren, die grundlegende Bestandteile aller Atome waren. Sein Modell stellte sich die negativen Elektronen oder Pflaumen vor, die in einem positiv geladenen Gerüst oder dem Pudding schweben.
Zwei Planetenbahnmodelle
Von 1910 bis 1911 schlug Ernest Rutherford das planetarische oder nukleare Modell des Atoms vor. Er glaubte, dass Atome hauptsächlich aus leerem Raum mit einem dichten Kern bestehen. Seine Experimente bestanden darin, Alphateilchen auf Goldfolie zu schießen. Er kam zu dem Schluss, dass der positive Kern den größten Teil der Atommasse enthält. Mit seinem Bahnmodell verfeinerte Niels Bohr 1913 die Idee des Atoms als winziges Sonnensystem. In Bohrs Modell kreisten Elektronen in schalenartigen Schichten um den Kern.
Elektronenwolkenmodell
Louis de Broglie und Erwin Schrödinger entwickelten das Elektronenwolken- oder quantenmechanische Modell. Sie basierten das Modell auf den Durchbrüchen der Quantenmechanik der Physik. Anstelle von Elektronen in festen Bahnen hat das Wolkenmodell die Bahnen, die durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung um den Kern herum definiert sind. Abhängig von ihrer Beobachtung und Messung können sich die Elektronen an vielen verschiedenen Orten befinden, manchmal gleichzeitig.
