Wraz z rozwojem nauki naukowcy opracowali szereg teorii dotyczących atomu, które wpłynęły na ludzką cywilizację, zwłaszcza w dziedzinie fizyki, chemii i biologii. Wraz z rozwojem nauki o atomach możemy dowiedzieć się, jak układ atomów lub jak atomy reagują ze sobą, tworząc wiązanie.
Jednym z naukowców, który opracował model atomowy od poprzednich naukowców, był Ernest Rutherford (1911), znany jako teoria atomowa Rutherforda. W tej teorii atomowej Rutherford powiedział, że atom ma jądro centralne lub często nazywane nekleusem otoczonym chmurą ujemnie naładowanych elektronów. Teoria atomowa Rutherforda opiera się na eksperymentach polegających na wystrzeliwaniu cienkiej warstwy (folii) złota za pomocą cząstek alfa (a).
Wcześniej znaleziono cząstki alfa, które są cząstkami o ładunku dodatnim i poruszają się prosto, mając dużą penetrację, dzięki czemu mogą penetrować cienkie arkusze papieru. Eksperyment faktycznie ma na celu sprawdzenie opinii J.J. Thomsona na temat tego, czy atom jest naprawdę solidną, dodatnią kulą i po wystawieniu na działanie cząstek alfa zostanie odbity lub ugięty.
Na podstawie obserwacji Rutherforda stwierdzono, że większość cząstek alfa przechodziła przez złotą folię bez zginania, gdzie większość przestrzeni w atomie była pusta. Ponadto bardzo niewiele cząstek zostało odchylonych, co oznacza, że dodatni ładunek atomu zajmuje bardzo mało miejsca. Gdy maleńka część cząstki -α zostanie odchylona o 1800, to znaczy cały dodatni ładunek i masa atomowa złota skupią się w bardzo małej objętości wewnątrz atomu, który nazywa się jądrem.
(Przeczytaj także: Poznanie teorii atomowej Thomsona)
Zalety teorii atomowej Rutherforda, między innymi, są łatwe do zrozumienia, aby wyjaśnić bardzo złożoną strukturę atomu, mogą wyjaśnić kształt trajektorii elektronów wokół jądra atomu i mogą opisać ruch elektronów wokół jądra.
Niestety, teoria atomowa Rutherforda ma wiele słabości, wśród których teoria ta nie może wyjaśnić stabilności atomu. Zgodnie z prawami elektrodynamiki elektrony w wyniku promieniowania muszą emitować fale elektromagnetyczne. Energia elektronu musi być zmniejszana w sposób ciągły, a trajektoria elektronu staje się spiralą, która prowadzi go do jądra, w wyniku czego atom musi się zapaść, ale tak się nie dzieje.
Inną słabością jest to, że teoria atomowa Rutherforda nie wyjaśnia stabilności atomu. Gdzie wirujące elektrony stracą energię i ostatecznie wpadną do jądra, gdzie nie jest to możliwe.
