Atomun yapısı hakkında çeşitli modeller geliştirilmiştir.​

1) Elementler bölünemez parçacıklardan (atomlardan) oluşmuştur.

2) Bir elementin tıim atomları aynıdır, ancak farklı elementlerin atomları farklıdır.
3) Kimyasal tepkimelerde atomlar bütünlüğünü korurlar, parçalanamazlar.
4) Bileşikler, atomların birleşmesiyle oluşur. Bir bileşiği oluşturan elementin miktarları arasında değişmez bir oran vardır. Bir bileşiğin moleküllerinin tümü aynıdır.
Dalton sabit oranlar yasasındaki kütle ilişkilerinden yararlanarak, atomların bağıl kütlelerini hesaplamıştır.​

Thomson, boşalma tüpü deneylerinden (katot ve kanal ışınları) yararlanarak kendi atom modelini önermiştir.1) Atomun yapısında pozitif (+) ve negatif (-) yüklü tanecikler vardır. Atom elektrik yükü bakımından nötr olduğu için, pozitif yükü karşılayacak sayıda negatif yüklü tanecik olmalıdır.

2) Negatif yüklü taneciklerin (elektron) kütlesi, pozitif yüklü taneciklerin (proton) kütlesinin yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür, (nötron henüz bilinmiyordu)

3) Atom hacminin hemen hemen tümünün pozitif yüklü taneciklerden (protonlardan) oluştuğunu kabul etmiştir.

Thomson’a göre; atom pozitif bir küredir, bu kürenin içinde negatif yüklü tanecikler gelişigüzel dağılmışlardır.

4) Atomların çaplarının yaklaşık 10^8 cm olabileceğini ileri sürmüştür.​

Radyoaktif bozunmalar sonucunda oluşan, a ışınlarının dağılımım inceliyerek, atom yapısı için yeni bir model geliştirmiştir.Rutherford Atom modeline göre;

1) Atomun pozitif (+) yükünün tümü, atomun merkezinde çok küçük bir hacimde (10^12 -10^13 cm çapında) yoğun bir şekilde toplanmıştır. Bu kısım atom çekirdeğidir.
2) Atom kütlesinin hemen hemen tümü çekirdekte bulunur.
3) Atomun, çekirdek dışında kalan bölümünün büyük bir kısmı boştur. Bu bölgede (çekirdek etrafında) elektronlar bulunur.
4) Bir atomun çekirdeğindeki artı yük sayısı, çekirdek etrafındaki negatif yük (elektron) sayısına eşittir.
5) Çekirdekteki yük miktarı; bir elementin tüm atomlarında aynı, diğer elementlerin atomlarından farklıdır.
6) Çekirdek artı, elektronlar eksi yüklü olduklarından elektronlar çekirdek tarafından çekilir. Fakat çekirdek üzerine düşmezler. Çünkü elektronların aynı yüklü olduklarından; birbirini itmeleri ve çekirdek etrafında dönmelerinden dolayı çekim kuvvetine eşit ve zıt yönlü bir kuvvetin olmasındandır.​

1) Bir atomdaki elektronlar, çekirdekten belirli uzaklıkta kararlı hallerde bulunurlar. Bu kararlı hallerin herbirinin belirli bir enerjisi vardır.
2) Atom kararlı halde iken, ışık yaymaz. Ancak, elektronlar yüksek enerjili durumdan düşük enerjili bir duruma geçerken atom ışık yayınlar. Bu ışığın enerjisi, iki enerji durumu arasındaki farka eşittir.

3) Elektronlar kararlı enerji düzeylerinde çember şeklinde yörüngeleri izleyecek şekilde dönerler.
4) Çekirdeğe en yakın enerji düzeyi 1 olmak üzere her enerji düzeyi bir tamsayı ile belirtilir ve n ile gösterilir.
n = 1,2,3,4,…….vb.H atomu için değişik yörüngelerdeki elektronun enerjisini belirleyen eşitlik,1 mol elektron için;E = 313,6 (kkal) / n² (mol) şeklindedir.Yörüngeler arasındaki enerji farkından,ΔE = hf = h c/λ bağıntısıyla ışığın frekansı ve dalga boyu hesaplanırh (Planck sabiti) = 9,54. 10^-14 kkal.s /molf= frekans (1/s)λ= dalga boyu (cm)c= ışık hızı (3.10^10 cm/s)​

Louis de Broglie‘nin elektronların ve diğer parçacıkların dalga özelliğine sahip olduğunu önermesi ve dalga mekaniğindeki gelişmeler sonucu, günümüzdeki atom modeli geliştirilmiştir.1) Bu modelde elektronlar Bohr Atom Modelinde olduğu gibi;

n = 1,2,3,4,…….gibi tamsayılarla belirtilen
belirli enerji düzeylerinde bulunurlar. Bu tamsayılara Baş kuantum sayısı denir.
2) Elektronlar enerji düzeylerinde, Bohr Atom Modelinde olduğu gibi yörüngesi çember olan bir yol izlemezler. Çünkü elektronlar dalga özelliği gösterir. Ayrıca elektronun Heisenberg belirsizlik ilkesine göre aynı anda yeri ve hızı bilinemez.
3) Elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu hacimsel bölgeye Orbital denir.
4) a) Çok elektronlu atomlarda enerji düzeylerindeki orbitallerin sayısı farklıdır.

b) Baş kuantum sayısı aynı olan farklı orbitallerin şekli ve enerjileri farklı olabilir.​