19世纪末和20世纪初关于原子的两项伟大发现证明了原子的可分性和更加复杂的结构是

1904年,汤姆生做了加热金属丝的实验,他发现金属丝经加热后释放出带负电的小颗粒,可以使荧光物质发光.这种带电的小颗粒不可能是原子,因为按照道尔顿的模型,原子是不带电的.但这种粒子又显然来自金属原子,这说明应该存在一种更小的粒子,汤姆生将其命名为电子.
汤姆生的原子模型是：原子由带正电荷的主体和带负电荷的电子组成,电子像镶嵌在蛋糕中的葡萄干那样处于正电荷的“海洋”中.这个模型中电子与正电荷的分布是处于想象的,因为没有实验证明.
但是,1911年,卢瑟夫用一个放射源发射带正电的α粒子轰击金箔,发现大多数α粒子一穿而过,少量α粒子发生偏转,个别α粒子甚至反向“弹”回.这与汤姆生的模型矛盾：因为如果原子内正电荷是均匀分布的,那么α粒子受的库仑力应该是均衡的,不会出现偏转和弹回.这说明原子内部一定有一个带正电荷的、几乎占原子全部质量的体积很小的核.
卢瑟夫的原子模型是：原子由带正电的原子核和带负电的电子构成,原子核集中了原子的绝大多数质量和全部的正电荷,电子在原子核外绕原子核转动.