Az atomatom és az építés minden egyes egymást követő modellje az előzőre épült. Filozófusok, teoretikusok, fizikusok és tudósok évszázadok alatt fokozatosan fejlesztették az atom paradigmát. Számos hipotetikus modellt javasoltak, módosítottak, végül elutasítottak vagy elfogadtak. Sok tudós és gondolkodó fedezett fel és kísérleteket végzett a jelenleg elfogadott atommodell elérése érdekében. A matematika és a speciális technológia fejlődése nagyban hozzájárult az atomok természetének korabeli megértéséhez.
Korai gömbmodellek
Mivel az atomok túl kicsiek ahhoz, hogy meg lehessen őket nézni, az első elméleti modellek az induktív és a deduktív érvelés logikai módszerein alapuló intellektuális konstrukciók voltak. A klasszikus görög filozófus, Democritus, Kr. E. 400-ban elsőként javasolta az atomok létét. Ő úgy vélte, hogy az anyag nem osztható meg a végtelenségig, és oszthatatlan kerek részecskékből kell állnia atomok. 1800-ban John Dalton ugyanerre a nézetre jutott az atomizmusról, kísérleti módszer alkalmazásával a gázok és vegyületek tanulmányozására. Elméletét szilárd gömbnek, vagy biliárdgolyó-modellnek nevezték.
Szilva puding modell
1904-ben a brit fizikus J.J. Thompson a szilva pudingot, vagy mazsolaköteget, az atomizmus modelljét állította fel. A nemrégiben felfedezett negatív töltésű szubatomi részecskék, az úgynevezett elektronok ismeretein alapult. Thompson katódsugárcsövekkel végzett kísérletei arra késztették, hogy elméletileg elmagyarázza az atomok belsejében található apró részecskék létezését, amelyek minden atom alapvető részét képezték. Modellje a pozitív töltésű keretbe szuszpendált negatív elektronokat vagy szilvákat, vagy a pudingot képzelte el.
Két bolygó körüli pálya modell
1910 és 1911 között Ernest Rutherford javasolta az atom bolygó- vagy nukleáris modelljét. Úgy vélte, hogy az atomok többnyire üres térből állnak, sűrű maggal. Kísérletei során alfa-részecskéket lőttek aranyfóliára. Arra a következtetésre jutott, hogy a pozitív mag tartalmazza az atom tömegének legnagyobb részét. Pályamodelljével Niels Bohr 1913-ban finomította az atom mint apró naprendszer gondolatát. Bohr modelljének elektronjai héjszerű rétegekben keringtek a mag körül.
Elektronfelhő modell
Louis de Broglie és Erwin Schrodinger fejlesztették ki az elektronfelhő, vagyis kvantummechanikai modellt. A modellt a fizika kvantummechanikai ágának áttöréseire alapozták. Rögzített pályán lévő elektronok helyett a felhőmodell pályáit a mag körüli valószínűség-eloszlás határozza meg. Megfigyelésüktől és mérésüktől függően az elektronok sok különböző helyen lehetnek, néha egyszerre.
