Varje på varandra följande modell för atomanatomi och konstruktion baserades på den tidigare. Filosofer, teoretiker, fysiker och forskare utvecklade progressivt atomparadigmet under många århundraden. Flera hypotetiska modeller föreslogs, ändrades och så småningom förkastades eller accepterades. Många forskare och tänkare gjorde upptäckter och genomförde experiment för att komma fram till den för närvarande accepterade atommodellen. Utvecklingen av matematik och specialteknologi bidrog mycket till den samtida förståelsen av atomernas natur.
Tidiga sfäriska modeller
Eftersom atomer är för små för att ses, var de första teoretiska modellerna intellektuella konstruktioner baserade på de logiska metoderna för induktivt och deduktivt resonemang. Den klassiska grekiska filosofen Democritus var den första som föreslog att det fanns atomer år 400 f.Kr. han motiverade att materien inte kan delas på obestämd tid och måste bestå av odelbara runda partiklar som kallas atomer. År 1800 anlände John Dalton till samma syn på atomism genom att använda den experimentella metoden för att studera gaser och föreningar. Hans teori kallades den solida sfären eller biljardkulan.
Plommonpuddingmodell
1904 den brittiska fysikern J.J. Thompson poserade plommonpudding, eller russinbulle, atomismens modell. Den baserades på kunskap om de nyligen upptäckta negativt laddade subatomära partiklarna som kallas elektroner. Thompsons experiment med katodstrålerör fick honom att teoretisera förekomsten av små partiklar i atomer som var grundläggande delar av alla atomer. Hans modell föreställde sig de negativa elektronerna, eller plommonna, upphängda i ett positivt laddat ramverk eller puddingen.
Två planetära omloppsmodeller
Från 1910 till 1911 föreslog Ernest Rutherford planetens eller kärnkraftsmodellen för atomen. Han trodde att atomer består mestadels av tomt utrymme, med en tät kärna. Hans experiment involverade att skjuta alfapartiklar mot guldfolie. Han drog slutsatsen att den positiva kärnan innehåller större delen av atommassan. Med sin omloppsmodell förfinade Niels Bohr idén om atomen som ett litet solsystem 1913. Bohrs modell hade elektroner som kretsade kring kärnan i skalliknande lager.
Elektronmolnmodell
Louis de Broglie och Erwin Schrodinger utvecklade elektronmolnet, eller kvantmekanisk, modell. De baserade modellen på genombrott för fysikens kvantmekanik. I stället för elektroner i fasta banor har molnmodellen banorna definierade av en sannolikhetsfördelning runt kärnan. Beroende på deras observation och mätning kan elektronerna vara på många olika platser, ibland samtidigt.