Aatom on kõigi elementide kõige põhilisem üksus, mis säilitab endiselt selle elemendi omadused. Kuna aatomid on nägemiseks liiga väikesed, on nende struktuur alati olnud midagi mõistatuslikku. Tuhandeid aastaid on filosoofid ja teadlased pakkunud teooriaid selle salapärase osakese koosseisu kohta, üha keerukamalt. Kuigi mudeleid oli palju, on neli peamist mudelit viinud meie praeguse aatomi kontseptsioonini.
Ploomipudingu mudel
Niinimetatud ploomipudingu mudeli pakkus välja teadlane J.J. Thomson 1904. aastal. See mudel loodi pärast seda, kui Thomson avastas elektroni diskreetse osakesena, kuid enne mõisteti, et aatomil on keskne tuum. Selles mudelis on aatom positiivse laenguga pall - puding, milles asuvad elektronid - ploomid. Elektronid pöörlevad määratletud ümmargustel radadel positiivses plekis, mis moodustab suurema osa aatomist.
Planeetide mudel
Selle teooria pakkus välja Nobeli preemia võitnud keemik Ernest Rutherford 1911. aastal ja seda nimetatakse mõnikord Rutherfordi mudeliks. Tuginedes eksperimentidele, mis näitasid, et aatom näis sisaldavat väikest positiivse laengu tuuma, postuleeris Rutherford et aatom koosnes väikesest, tihedast ja positiivselt laetud tuumast, mille ümber elektronid tiirlesid ringikujuliselt heliseb. See mudel oli üks esimesi, kes pakkus välja kummalise idee, et aatomid koosnevad enamasti tühjast ruumist, mille kaudu elektronid liiguvad.
Bohri mudel
Bohri mudeli mõtles välja Taanist pärit füüsik Neils Bohr, kes sai aatomi töö eest Nobeli preemia. Mõnes mõttes on see Rutherfordi mudeli keerukam täiustamine. Bohr pakkus, nagu ka Rutherford, et aatomil on väike positiivne tuum, kus asub suurem osa tema massist. Ta väitis, et elektronid tiirlesid selle tuuma ümber nagu planeedid ümber päikese. Bohri mudeli peamine edasiminek oli see, et elektronid piirdusid orbiidide seadmisega tuuma ümber, igaühel on konkreetne energiatase, mis selgitas eksperimentaalseid vaatlusi, näiteks elektromagnetilisi kiirgus.
Elektronide pilvemudel
Elektronpilvemudel on praegu aatomi kõige keerukam ja üldtunnustatud mudel. See säilitab tuuma kontseptsiooni Bohri ja Rutherfordi mudelitest, kuid tutvustab tuuma ümbritsevate elektronide liikumise teistsugust määratlust. Selles mudelis on elektronide liikumine tuuma ümber määratletud piirkondade järgi, kus on suurem tõenäosus igal hetkel elektroni leida. Need tuuma ümbritsevad tõenäosuspiirkonnad on seotud spetsiifiliste energiatasemetega ja saavad elektronide energia suurenedes mitmesuguseid veidraid kujundeid.