Слово "атом" происходит от греческого (ἀτόμος) "atomos", indivisible, from (ἀ)-, not, and τόμος, a cut. Первое историческое упоминание о слове "атом" происходит из произведений греческого философа Демокрита, около 400 г. до н.э. Атомная теория оставалась в основном философским предметом, с небольшим количеством фактических научных исследований или изучения, вплоть до развития химии в 1650-х годах.
В 1777 году французский химик Антуан Лавуазье впервые определил термин "элемент". Он сказал, что элементом является любое основное вещество, которое не может быть разбито на другие вещества методами химии. Любое вещество, которое может быть разложено, является соединением.
В 1803 году английский философ Джон Дальтон предположил, что элементы представляют собой крошечные, сплошные шарики из атомов. Далтон считал, что все атомы одного элемента имеют одинаковую массу. Он говорил, что соединения образуются при объединении атомов нескольких элементов. По мнению Дальтона, в определенном соединении атомы элементов этого соединения всегда соединяются одинаково.
В 1827 году английский ученый Роберт Браун посмотрел под микроскопом на зерна пыльцы в воде. Пыльцевые зерна, похоже, покачивались. Браун использовал атомную теорию Далтона, чтобы описать закономерности их движения. Это называлось броуновскимдвижением. В 1905 Альберт Эйнштейн использовал математику, чтобы доказать, что кажущиеся случайными движения были вызваны реакциями атомов, и тем самым он убедительно доказал существование атома. В 1869 русский ученый Дмитрий Менделеев опубликовал первый вариант периодической таблицы. Периодическая таблица группирует элементы по их атомному номеру (сколько у них протонов. Обычно это то же самое число электронов). Элементы в одной колонке, или периоде, обычно обладают сходными свойствами. Например, гелий, неон, аргон, криптон и ксенон находятся в одной колонке и обладают очень похожими свойствами. Все эти элементы представляют собой газы, не имеющие цвета и запаха. Кроме того, они не способны соединяться с другими атомами, образуя соединения. Вместе они известны как благородные газы.
Физик Джей-Джей Томсон был первым человеком, открывшим электроны. Это случилось, когда он работал с катодными лучами в 1897 году. Он понял, что у них отрицательный заряд, в отличие от протонов (положительный) и нейтронов (без заряда). Томсон создал модель сливового пудинга, которая утверждала, что атом подобен сливовому пудингу: сухофрукты (электроны) застряли в массе пудинга (протоны). В 1909 году ученый по имени Эрнест Резерфорд использовал эксперимент Гейгера-Марсдена, чтобы доказать, что большая часть атома находится в очень маленьком пространстве, называемом атомным ядром. Резерфорд взял фотопластинку и накрыл ее золотой фольгой, а затем выстрелил в нее альфа-частицами (сделанными из двух протонов и двух нейтронов, склеенных вместе). Многие из частиц прошли через золотую фольгу, что доказало, что атомы - это в основном пустое пространство. Электроны настолько малы, что составляют всего 1% от массы атома.
В 1913 году Нильс Бор представил модель Бора. Эта модель показала, что электроны движутся вокруг ядра по фиксированным круговым орбитам. Это было более точным, чем модель Резерфорда. Однако, она все еще была не совсем верна. Улучшения в модели Бора были сделаны с тех пор, как она была впервые представлена.
В 1925 году химик Фредерик Содди обнаружил, что некоторые элементы в периодической таблице имеют более одного вида атомов. Например, любой атом с 2 протонами должен быть атомом гелия. Обычно ядро гелия также содержит два нейтрона. Однако некоторые атомы гелия имеют только один нейтрон. Это означает, что они действительно гелий, потому что элемент определяется количеством протонов, но они также не являются нормальным гелием. Содди назвал такой атом, с другим количеством нейтронов, изотопом. Чтобы получить название изотопа, посмотрим, сколько у него протонов и нейтронов в ядре, и добавим это к названию элемента. Так атом гелия с двумя протонами и одним нейтроном называется гелием-3, а атом углерода с шестью протонами и шестью нейтронами называется углеродом-12. Однако, когда он разрабатывал свою теорию, Содди не мог быть уверен, что нейтроны действительно существуют. Чтобы доказать их реальность, физик Джеймс Чадвик и команда других создавали масс-спектрометр. Масс-спектрометр фактически измеряет массу и вес отдельных атомов. Тем самым Чадвик доказал, что для учета всего веса атома нейтроны должны существовать.
В 1937 году немецкий химик Отто Хан стал первым человеком, создавшим ядерное деление в лаборатории. Он открыл это случайно, когда стрелял нейтронами по атому урана, надеясь создать новый изотоп. Однако он заметил, что вместо нового изотопа уран просто превратился в атом бария, атом поменьше урана. Очевидно, Ханн "сломал" атом урана. Это была первая в мире зарегистрированная реакция ядерного деления. Это открытие в конце концов привело к созданию атомной бомбы.
В дальнейшем, в 20 веке, физики углубились в тайны атома. Используя ускорители частиц, они обнаружили, что протоны и нейтроны на самом деле состоят из других частиц, называемых кварками.
Наиболее точная модель на сегодняшний день получена из уравнения Шредингера. Шредингер понял, что электроны существуют в облаке вокруг ядра, называемом электронным облаком. В электронном облаке невозможно точно знать, где находятся электроны. Уравнение Шредингера используется для того, чтобы выяснить, где электрон может находиться. Эта область называется орбитой электрона.
