تطور نموذج الذرة عبر التاريخ بشكل كبير، من فكرة بسيطة لجسيمات متماسكة إلى فهم معقد لهيكلها وخواصها. يمكن تلخيص التطور الرئيسي عبر هذه النماذج :

1. نموذج دالتون (1803):

*

الفكرة الأساسية:

الذرة عبارة عن كرة صلبة غير قابلة للانقسام. جميع ذرات العنصر الواحد متشابهة في الكتلة والخواص، بينما تختلف ذرات العناصر المختلفة. تتحد الذرات بنسب عددية بسيطة لتكوين المركبات.
*

الحدود:

لم يشرح هذا النموذج ظواهر كهربائية أو إشعاعية.

2. نموذج طومسون (1904):

(نموذج "بودينغ الزبيب")

*

الفكرة الأساسية:

الذرة عبارة عن كرة موجبة الشحنة، موزعة فيها جسيمات سالبة الشحنة (الإلكترونات) مثل الزبيب في بودينغ.
*

الحدود:

لم يشرح نموذج طومسون نتائج تجربة رذرفورد.

3. نموذج رذرفورد (1911):

(نموذج الكوكب الشمسي)

*

الفكرة الأساسية:

الذرة تحتوي على نواة صغيرة، موجبة الشحنة، مركزية، تحتوي على معظم كتلة الذرة. تدور الإلكترونات حول النواة في مدارات دائرية، شبيهة بمدارات الكواكب حول الشمس.
*

الحدود:

لم يشرح نموذج رذرفورد استقرار الذرة. فلو دارت الإلكترونات حول النواة، فستفقد طاقتها تدريجياً وتسقط على النواة، مما يؤدي إلى انهيار الذرة.

4. نموذج بوهر (1913):

*

الفكرة الأساسية:

تدور الإلكترونات حول النواة في مدارات محددة ذات طاقة ثابتة (مستويات طاقة). لا يمكن للإلكترونات أن توجد إلا في هذه المدارات، ولا يمكنها أن تفقد الطاقة إلا بالانتقال إلى مستوى طاقة أقل، وتحرر فوتوناً (كمّ من الطاقة).
*

الحدود:

يشرح نموذج بوهر طيف ذرة الهيدروجين بشكل جيد، لكنه فشل في تفسير ذرات العناصر الأخرى الأكثر تعقيداً.

5. النموذج الكمي الحديث (بعد 1920):

*

الفكرة الأساسية:

يعتمد على ميكانيكا الكم. لا يمكن تحديد موقع الإلكترون وسرعته بدقة في نفس الوقت (مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ). يُوصف سلوك الإلكترون من خلال دالة موجية تمثل احتمال وجوده في منطقة معينة من الفراغ (السحابة الإلكترونية). يتم تحديد شكل هذه السحابة من خلال أعداد كمية. تُقسم الإلكترونات إلى مستويات طاقة ومدارات فرعية حسب طاقتها وزخمها الزاوي.
*

المزايا:

هذا النموذج هو الأفضل حتى الآن، يشرح بدقة عالية سلوك الذرات وخواصها، ويستخدم في التنبؤ بالخواص الكيميائية والفيزيائية للمواد.

باختصار، تطور نموذج الذرة من فكرة بسيطة لجسيم غير قابل للانقسام إلى فهم معقد يعتمد على ميكانيكا الكم ويشرح سلوك الذرات بدقة عالية. كل نموذج جديد بنى على ما سبقه وأصلح نقاط ضعفه.