最早的模型可以追溯到德莫克利特的原子模型,他提出這個模型純粹基於想象.他認為物質是由不可再分的名為"原子"的小顆粒組成,而且原子有不同的形態,如我們被凍傷時就是銳利的冷原子作用在我們面板上的結果.但同時期的以亞里士多德為代表的哲學家都不贊成他,他們推崇的是"元素說",即世間萬物都是由氣、火、水、土四種元素構成的而且物質是可以無限再分割的。德莫克利特因此受到迫害，為了堅持原子說，不被假象所迷惑，他挖掉了自己的雙眼。“元素說”佔統治地位長達十餘個世紀，直到1803年道爾頓的原子模型提出，人們才開始再次重視到“原子“這一微小而神秘的顆粒。道爾頓提出原子模型雖然多半處於想象，但也有符合科學研究基本原則的地方，所以是合理的想象。他在喝茶時發現，茶香可以自由飄散到整個屋子，於是很自然地可以聯想到，茶香中其實含有無數的茶分子，這樣才可能飄散。於是他提出的原子模型如下：原子是構成物質的基本粒子，它非常小，不可再分，內部沒有任何結構，就像一個小球一樣。到了1904年，湯姆生做了加熱金屬絲的實驗，他發現金屬絲經加熱後釋放出帶負電的小顆粒，可以使熒光物質發光。這種帶電的小顆粒不可能是原子，因為按照道爾頓的模型，原子是不帶電的。但這種粒子又顯然來自金屬原子，這說明應該存在一種更小的粒子，湯姆生將其命名為電子。湯姆生的原子模型是：原子由帶正電荷的主體和帶負電荷的電子組成，電子像鑲嵌在蛋糕中的葡萄乾那樣處於正電荷的“海洋”中。這個模型中電子與正電荷的分佈是處於想象的，因為沒有實驗證明。但是，1911年，盧瑟夫用一個放射源發射帶正電的α粒子轟擊金箔，發現大多數α粒子一穿而過，少量α粒子發生偏轉，個別α粒子甚至反向“彈”回。這與湯姆生的模型矛盾：因為如果原子內正電荷是均勻分佈的，那麼α粒子受的庫侖力應該是均衡的，不會出現偏轉和彈回。這說明原子內部一定有一個帶正電荷的、幾乎佔原子全部質量的體積很小的核。盧瑟夫的原子模型是：原子由帶正電的原子核和帶負電的電子構成，原子核集中了原子的絕大多數質量和全部的正電荷，電子在原子核外繞原子核轉動。1913年，玻爾對盧瑟夫的模型進行了修正，認為電子在原子核外按一定軌道排列，就像太陽系中行星的軌道一樣。這個模型和我們在初中化學課上學的原子模型基本相同。我們也可以揣測這個模型是怎樣得出的：在化學反應過程中，每種原子似乎總是得到（或失去）一定數量的電子，而這些電子數量比原子本身具有的電子數量少得多，這說明原子外的電子似乎是分層排列的，反應時最先失去的是最外層的電子（具體證明電子分層排列的實驗我不太清楚）。隨著量子力學的提出，原有的原子結構也開始受到挑戰。當人們透過理論推導和電子衍射實驗後開始認識到，電子和光子一樣，既是波又是粒子。而且根據不確定性原理，不可能同時知道電子的位置和速度，電子以接近光速的速度在原子核外高速運動，並無確定的圓周軌道可循。電子在原子核外好象是一層雲霧，既“電子雲”，電子雲“濃”的地方說明電子在此處出現的機率大，反之則說明電子出現的機率小。這就是1935年提出的電子雲模型。至此，人類對原子結構的認識算是有了一個比較滿意的答案。