Исследования электрона и явления радиоактивности в совокупности с другими физическими исследованиями привели к заключению о сложной структуре атома. Новые открытия способствовали появлению первых моделей атома, как сложной структурированной системы. Одной из первых моделей была моде́ль То́мсона — модель атома, предложенная в 1904 году Джозефом Джоном Томсоном. После открытия им в 1897 году электрона, Томсон предположил, что отрицательно заряженные «корпускулы» входят в состав атома и предложил модель атома, в котором в облаке положительного заряда, равного размеру атома, содержатся маленькие, отрицательно заряженные «корпускулы», суммарный электрический заряд которых равен заряду положительно заряженного облака, обеспечивая электронейтральность атомов. «Корпускулы» в этой модели распределены внутри положительно заряженного облака с одинаковой по объёму плотностью заряда. Попытки были сделаны и в трудах других ученных. Немецкий физик Абегг в 1904 г. высказал идею о том, что химические реакции основаны на взаимодействии между электронами, и, соответственно, валентность элементов определяется электронным строением их атомов. В 1911 г. Резерфорд предложил свою ядерную модель атома: в центре атома находится положительно заряженное ядро, объём которого ничтожно мал по сравнению с размерами атома; вокруг ядра вращаются электроны, число которых приблизительно равно половине атомной массы элемента.
