L'atomo è l'unità di base di qualsiasi elemento che mantiene ancora le proprietà di quell'elemento. Poiché gli atomi sono troppo piccoli per essere visti, la loro struttura è sempre stata un mistero. Per migliaia di anni, filosofi e scienziati hanno proposto teorie sulla costituzione di questa misteriosa particella, con livelli crescenti di sofisticatezza. Sebbene ci fossero molti modelli, quattro principali hanno portato al nostro attuale concetto di atomo.
Il modello di budino di prugne
Il cosiddetto modello di budino di prugne è stato proposto dallo scienziato J.J. Thomson nel 1904. Questo modello è stato concepito dopo la scoperta di Thomson dell'elettrone come particella discreta, ma prima che si capisse che l'atomo aveva un nucleo centrale. In questo modello, l'atomo è una palla di carica positiva - il budino - in cui si trovano gli elettroni - le prugne. Gli elettroni ruotano in percorsi circolari definiti all'interno del blob positivo che costituisce la maggior parte dell'atomo.
Modello planetario
Questa teoria è stata proposta dal chimico vincitore del premio Nobel Ernest Rutherford nel 1911 ed è talvolta chiamata modello di Rutherford. Sulla base di esperimenti che hanno mostrato che l'atomo sembrava contenere un piccolo nucleo di carica positiva, postulò Rutherford che l'atomo era costituito da un nucleo piccolo, denso e carico positivamente, attorno al quale gli elettroni orbitavano in modo circolare anelli. Questo modello è stato uno dei primi a proporre la strana idea che gli atomi siano per lo più costituiti da spazio vuoto attraverso il quale si muovono gli elettroni.
Modello Bohrhr
Il modello di Bohr è stato ideato da Neils Bohr, un fisico danese che ha ricevuto il premio Nobel per il suo lavoro sull'atomo. In un certo senso è un miglioramento più sofisticato del modello Rutherford. Bohr propose, come fece Rutherford, che l'atomo avesse un piccolo nucleo positivo dove risiedeva la maggior parte della sua massa. Ha affermato che gli elettroni orbitano attorno a questo nucleo come i pianeti attorno al sole. Il principale miglioramento del modello di Bohr era che gli elettroni erano confinati a stabilire orbite attorno al nucleo, ciascuno con uno specifico livello di energia, che spiegava osservazioni sperimentali come quelle elettromagnetiche radiazione.
Modello di nuvola elettronica
Il modello della nuvola di elettroni è attualmente il modello dell'atomo più sofisticato e ampiamente accettato. Mantiene il concetto di nucleo dai modelli di Bohr e Rutherford, ma introduce una diversa definizione del moto degli elettroni attorno al nucleo. Il movimento degli elettroni attorno al nucleo in questo modello è definito da regioni in cui c'è una maggiore probabilità di trovare l'elettrone in un dato momento. Queste regioni di probabilità attorno al nucleo sono associate a livelli energetici specifici e assumono una varietà di forme strane man mano che l'energia degli elettroni aumenta.