Het atoom is de meest elementaire eenheid van elk element dat nog steeds de eigenschappen van dat element behoudt. Omdat atomen veel te klein zijn om te zien, is hun structuur altijd een beetje een mysterie geweest. Al duizenden jaren hebben filosofen en wetenschappers theorieën voorgesteld over de samenstelling van dit mysterieuze deeltje, met toenemende mate van verfijning. Hoewel er veel modellen waren, hebben vier hoofdmodellen geleid tot ons huidige concept van het atoom.
Het Plum Pudding-model
Het zogenaamde pruimenpuddingmodel werd voorgesteld door de wetenschapper J.J. Thomson in 1904. Dit model is bedacht na Thomsons ontdekking van het elektron als een afzonderlijk deeltje, maar voordat werd begrepen dat het atoom een centrale kern had. In dit model is het atoom een bol met positieve lading - de pudding - waarin de elektronen - de pruimen - zich bevinden. De elektronen roteren in gedefinieerde cirkelvormige paden binnen de positieve klodder die het grootste deel van het atoom vormt.
Planetair model
Deze theorie werd in 1911 voorgesteld door de Nobelprijswinnaar Ernest Rutherford en wordt soms het Rutherford-model genoemd. Op basis van experimenten die aantoonden dat het atoom een kleine kern van positieve lading leek te bevatten, postuleerde Rutherford: dat het atoom bestond uit een kleine, dichte en positief geladen kern, waaromheen elektronen cirkelvormig cirkelden ringen. Dit model was een van de eersten die het vreemde idee opperde dat atomen meestal bestaan uit lege ruimte waar de elektronen doorheen bewegen.
Bohr-model
Het Bohr-model is bedacht door Neils Bohr, een fysicus uit Denemarken die de Nobelprijs ontving voor zijn werk aan het atoom. In sommige opzichten is het een meer verfijnde verbetering van het Rutherford-model. Bohr stelde, net als Rutherford, voor dat het atoom een kleine, positieve kern had waar het grootste deel van zijn massa zich bevond. Hij stelde dat de elektronen rond deze kern cirkelden zoals planeten rond de zon. De belangrijkste verbetering van het model van Bohr was dat de elektronen beperkt waren tot vaste banen rond de kern, elk met een specifiek energieniveau, wat experimentele waarnemingen zoals elektromagnetische verklaarde straling.
Elektronenwolkmodel
Het elektronenwolkmodel is momenteel het meest geavanceerde en algemeen aanvaarde model van het atoom. Het behoudt het concept van de kern uit de modellen van Bohr en Rutherford, maar introduceert een andere definitie van de beweging van elektronen rond de kern. De beweging van elektronen rond de kern in dit model wordt bepaald door regio's waar er een grotere kans is om het elektron op een bepaald moment te vinden. Deze waarschijnlijkheidsgebieden rond de kern worden geassocieerd met specifieke energieniveaus en nemen verschillende vreemde vormen aan naarmate de energie van de elektronen toeneemt.