Hver påfølgende modell for atomanatomi og konstruksjon var basert på den forrige. Filosofer, teoretikere, fysikere og forskere utviklet gradvis atomparadigmet i løpet av mange århundrer. Flere hypotetiske modeller ble foreslått, endret og til slutt avvist eller akseptert. Mange forskere og tenkere gjorde oppdagelser og gjennomførte eksperimenter for å komme til den nåværende aksepterte atommodellen. Utviklingen av matematikk og spesialisert teknologi bidro sterkt til den moderne forståelsen av atomenes natur.
Tidlige sfæriske modeller
Fordi atomer er for små til å bli sett, var de første teoretiske modellene intellektuelle konstruksjoner basert på de logiske metodene for induktiv og deduktiv resonnering. Den klassiske greske filosofen Demokrit var den første som foreslo atomer eksisterte i 400 f.Kr. Han begrunnet at materie ikke kan deles på ubestemt tid og må bestå av udelbare runde partikler som kalles atomer. I 1800 kom John Dalton til samme syn på atomisme ved å bruke den eksperimentelle metoden for å studere gasser og forbindelser. Teorien hans ble kalt den solide sfæren, eller biljardkulen.
Plomme Pudding Model
I 1904 den britiske fysikeren J.J. Thompson poserte plommepudding, eller rosinbolle, atomismens modell. Den var basert på kunnskap om de nylig oppdagede negativt ladede subatomære partiklene kalt elektroner. Thompsons eksperimenter med katodestrålerør fikk ham til å teoretisere eksistensen av små partikler inne i atomer som var grunnleggende deler av alle atomer. Hans modell så for seg de negative elektronene, eller plommene, suspendert i et positivt ladet rammeverk, eller puddingen.
To planetære bane-modeller
Fra 1910 til 1911 foreslo Ernest Rutherford den planetariske, eller kjernefysiske modellen av atomet. Han mente at atomer hovedsakelig var sammensatt av tomt rom, med en tett kjerne. Eksperimentene hans involverte skyting av alfapartikler mot gullfolie. Han konkluderte med at den positive kjernen inneholder det meste av atommassen. Med sin bane-modell foredlet Niels Bohr ideen om atomet som et lite solsystem i 1913. Bohrs modell hadde elektroner som kretser rundt kjernen i skalllignende lag.
Electron Cloud Model
Louis de Broglie og Erwin Schrodinger utviklet elektronskyen eller kvantemekanisk modell. De baserte modellen på gjennombruddene til kvantemekanikkens gren av fysikken. I stedet for elektroner i faste baner, har skymodellen banene definert av en sannsynlighetsfordeling rundt kjernen. Avhengig av observasjon og måling, kan elektronene være mange forskjellige steder, noen ganger samtidig.