อะตอมเป็นหน่วยพื้นฐานที่สุดขององค์ประกอบใด ๆ ที่ยังคงรักษาคุณสมบัติขององค์ประกอบนั้นไว้ เนื่องจากอะตอมมีขนาดเล็กเกินกว่าจะมองเห็น โครงสร้างของอะตอมจึงมีความลึกลับอยู่เสมอ เป็นเวลาหลายพันปีที่นักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์ได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับการสร้างอนุภาคลึกลับนี้ด้วยระดับความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้น แม้ว่าจะมีแบบจำลองหลายแบบ แต่มีสี่รุ่นหลักที่นำไปสู่แนวคิดปัจจุบันของเราเกี่ยวกับอะตอม
พลัมพุดดิ้งโมเดล
แบบจำลองพุดดิ้งบ๊วยที่เรียกว่าถูกเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ J.J. ทอมสันในปี ค.ศ. 1904 แบบจำลองนี้เกิดขึ้นหลังจากทอมสันค้นพบอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่ไม่ต่อเนื่อง แต่ก่อนที่จะเข้าใจว่าอะตอมมีนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง ในแบบจำลองนี้ อะตอมเป็นลูกบอลที่มีประจุบวก ซึ่งเป็นพุดดิ้งซึ่งมีอิเลคตรอนซึ่งก็คือลูกพลัม อิเล็กตรอนหมุนในเส้นทางวงกลมที่กำหนดไว้ภายในหยดบวกที่ประกอบขึ้นเป็นอะตอมส่วนใหญ่
แบบจำลองดาวเคราะห์
ทฤษฎีนี้เสนอโดย Ernest Rutherford นักเคมีเจ้าของรางวัลโนเบลในปี 1911 และบางครั้งเรียกว่าแบบจำลอง Rutherford จากการทดลองที่แสดงให้เห็นว่าอะตอมมีแกนเล็ก ๆ ที่มีประจุบวก รัทเธอร์ฟอร์ดตั้งสมมติฐาน ว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสขนาดเล็ก หนาแน่น และมีประจุบวก ซึ่งอิเล็กตรอนโคจรเป็นวงกลม แหวน โมเดลนี้เป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่เสนอแนวคิดแปลก ๆ ที่ว่าอะตอมส่วนใหญ่ประกอบด้วยพื้นที่ว่างที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไป
บอร์โมเดล
แบบจำลอง Bohr ถูกคิดค้นโดย Neils Bohr นักฟิสิกส์จากเดนมาร์ก ผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานด้านอะตอมของเขา ในบางแง่มุม มันเป็นการปรับปรุงที่ซับซ้อนมากขึ้นของโมเดล Rutherford บอร์เสนอเช่นเดียวกับรัทเทอร์ฟอร์ดว่าอะตอมมีนิวเคลียสที่เป็นบวกขนาดเล็กซึ่งมีมวลส่วนใหญ่อยู่ เขากล่าวว่าอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสนี้เหมือนกับดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ การปรับปรุงหลักของแบบจำลองของบอร์คือการที่อิเล็กตรอนถูกจำกัดให้โคจรรอบนิวเคลียส แต่ละตัวมีระดับพลังงานเฉพาะ ซึ่งอธิบายการสังเกตการทดลองเช่นแม่เหล็กไฟฟ้า รังสี
แบบจำลองอิเลคตรอนคลาวด์
แบบจำลองอิเล็คตรอนคลาวด์เป็นแบบจำลองอะตอมที่ซับซ้อนและเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดในปัจจุบัน มันยังคงแนวคิดของนิวเคลียสจากแบบจำลองของ Bohr และ Rutherford แต่แนะนำคำจำกัดความที่แตกต่างกันของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียส การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสในแบบจำลองนี้กำหนดโดยบริเวณที่มีความน่าจะเป็นมากกว่าที่จะพบอิเล็กตรอนในช่วงเวลาใดก็ตาม บริเวณความน่าจะเป็นรอบนิวเคลียสเหล่านี้สัมพันธ์กับระดับพลังงานจำเพาะ และรับรูปร่างแปลก ๆ ที่หลากหลายเมื่อพลังงานของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น