近代化学的里程碑
在很早以前，已经有人提出了“物质是由原子构成的”这一猜想，但直到18世纪，尤其是18世纪后半期至19世纪中期，随着工业产业兴起，科学迅速发展，人们透过生产实践和大量化学、物理学实验，才加深了对原子的认识。
原子学说由推测转变为科学概念，归功于英国化学家道尔顿（1766－1844年），他是一个教会学校的化学教师，他对前人的研究结果加以分析，提出了关于原子的著名论断：物质是由具有一定质量的原子构成的；元素是由同一种类的原子构成的；化合物是由构成该化合物成分的元素的原子结合而成的；原子是化学作用的最小单位，它在化学变化中不会改变。
道尔顿的原子学说具备了雄厚的科学依据，但是新的实验事实面前又出现了新的矛盾。1811年意大利科学家阿伏加德罗在原子学说中引进了“分子”的概念。他认为，构成任何气体的粒子不是原子，而是分子；单质的分子是由同种原子构成的；化合物的分子是由几种不同的原子构成的。这样，经过不同国家的许多人的努力，才逐步地建立了原子分子学说。
这一学说认为：①物质是由分子组成的，分子是保留原物质性质的微粒。②分子是由原子组成，原子则是用化学方法不能再分割的最小粒子，它已失去了原物质的性质。例如，食盐（NaCl）的分子是由钠原子和氯原子组成的，氯是有毒的，显然食盐的性质与氯和钠的性质截然不同；而完全无害的元素碳和氮，组成的化合物却可以是剧毒的气体氰化物。
这一学说揭示了微观粒子的组合方式，为人们打开了研究化学反应本质，进一步研究物质的微观结构打开了关键的一扇大门。
一、原子概念的深度发展
原子概念的深度发展，指的是向深层次发展，向原子内部认识的深化。就概念而言，表现为原子概念内涵的深化。众所周知，概念是反映事物本质属性的思维形式，概念有其内涵和外延，概念的内涵就是概念所反映的事物的本质属性；人们通过概念反映的本质属性去认识具有这种属性的事物，这类事物的总体是概念所包括的事物的范围，也就是概念的外延。
原子概念的深度发展，以道尔顿原子概念为起点，经历了四个阶段，如果包括道尔顿的原子概念在内，原子概念的发展经历了五个阶段，具体表现为相继出现的五种原子模型。简要叙述如下：第一个阶段，建立了第一个原子模型，即道尔顿的原子模型，这是一个实心球模型，与这个模型相联系，原子概念的内涵，也就是原子概念的含义是：不能再分的、不可破的最基本的物质微粒。
第二个阶段，以电子的发现为开端，建立了第二个原子模型。
在道尔顿提出化学论的原子概念以后，原子概念的深度发展，发端于电子的发现。电子的发现是一个认识过程，大体上可划分为三个时期。第一个时期，提出假设。由于道尔顿原子概念的确立和法拉第电解定律的发现，使一些化学家提出联想，既然物质由原子组成，与物质有当量关系的电可能也是由最小的电颗粒组成的，每个电颗粒带有最小的电荷单位。1872年，斯通尼（G.J.Stoney）提出了“电原子说”，把元电荷叫做电子。
恩格斯从物质和运动的相互关系出发也提出了预言性的意见。恩格斯指出，物质和运动是不可分离的，具体的物质形式和具体的运动形式也是不可分离的，科学在研究了电现象或电的运动的基础上，“一个像道尔顿的发现那样给整个科学提供一个中心点并给研究工作打下巩固基础的发现，现在还有待人们去探求”，应当弄清楚，“什么在带电的物体中运动”，“什么是电运动的真正物质基础”，“什么东西的运动引起电现象”。第二个时期，定性研究。19世纪30年代以后，由于对低压气体放电现象的观察和研究，发现了阴极射线。这种射线是什么？经过实验研究，1879年克鲁克斯（william Crookes）发现，它是一种带负电的粒子流，而另一些科学家，例如赫兹（H.R.Hertz）和勒纳德（P.Lenard）则认为阴极射线是以太振动。前者实际上已发现了电子的存在，但尚未确证它的存在。第三个时期，定量测定。杰·汤姆逊于1897年用定量方法测定了阴极射线这种带电粒子的速度、质量、荷质比，并将这种粒子称为电子。
电子的发现打开了原子的大门。基于电子的发现和原子为电中性的事实，1902年，开耳芬（Lord Kelvin，即W.汤姆逊）提出一个类似于面包葡萄干原子模型；1903年，J.汤姆逊发展了这个模型。这个模型把原子看作一个半径大约为10－10米的球体，正电荷均匀分布在整个球体空间，电子嵌在正电荷中。这是一个均匀原子模型，与这个模型相联系，原子不再是不能再分的、不可破的最基本的物质微粒，它也有自己的组成和结构。
第三个阶段，基于α粒子散射实验观察到的事实以及对实验结果的理论研究，建立了第三个原子模型，即原子的有核模型。
1909年，盖革和马斯登观测α粒子透过金属箔的散射分布，发现大部分α粒子通过金属箔按直线或近似直线的路径前进，少量α粒子发生散射，个别α粒子的散射角远远大于按照汤姆逊模型所作的理论预测。1911年，卢瑟福提出了原子的有核模型。他认为，要使α粒子产生大角度散射，原子的正电荷必须集中在半径为10－15米的范围以内，而原子的半径有10－10米，因此推断原子里面绝大部分是空虚的。这个模型很快得到了实验证实。原子的有核模型否定或代替了原子的均匀模型，与这个模型相联系，原子被看作由原子核和核外电子组成的体系。
第四个阶段，为解决原子有核模型中存在的矛盾，解释原子光谱，建立了第四个原子模型，即氢原子的玻尔模型。
原子有核模型表明，原子核外的电子绕核转动的圆运动是加速运动，依据经典电动力学，电子在运动中应该辐射电磁波。于是，电子由于不断辐射电磁波而不断丧失能量，电子将会不断接近原子核，最后掉到核内去，致使原子崩溃。同时，依据上述推论，核外电子的旋转半径逐步缩小，它向外辐射的电磁波应当是连续的。然而，这些事情都没有发生，原子是稳定的，说明电子并没有掉到核里去，原子光谱不是连续光谱而是分立的线光谱。早在1885年巴尔末就仔细研究了氧原子的光谱，指出了氢原子光谱是不连续的线状光谱，一定波长的光谱线具有稳定的位置，谱线的次序很有规律。依据理论作出的推论和事实发生了尖锐的矛盾，这就迫使科学家们对理论进行重新考察。1913年，玻尔建立了氢原子结构模型，该模型以实验为基础提出了新的假设：第一，氢原子中的一个电子绕原子核做圆周运动；第二，电子只能处于一些分立的轨道上，它在这些轨道上运动不辐射电磁波，这就是说，在氢原子中存在着一些具有确定能量的稳定态；第三，电子从一个稳定态跳跃到另一个稳定态时，则辐射或吸收一份电磁辐射，即发射或吸收光子。玻尔的氢原子模型成功地解释了氢原子光谱。这个模型是在原子有核模型基础上建立的，又使原子有核模型获得了发展，使人们对原子核外电子运动轨道的性质有了进一步认识。
第五个阶段，以承认波粒二象性为基础，建立了量子力学，从而提出了第五个原子模型，即原子的波动力学模型。
玻尔的氢原子模型支持和发展了量子论，可是，玻尔的理论只能用于只有一个电子的原子，对于复杂原子则遇到了困难。即使对单电子原子，也只能计算谱线的频率，不能计算谱线的相对强度。波尔理论是从经典理论向现代理论的过渡，它本身还不够完善。1923年，路易·德布罗意（Louis V.de Broglie）提出，过去一向被认为是粒子的电子也应该具有波动性的物质，预言了电子衍射现象的存在，1927年，这个预言得到了实验证实。1926年，薛定谔连续发表了六篇论文，发展了德布罗意的物质波思想，建立了波动力学。依据波动力学，电子在核外可能的空间运动状态，可以用一个波函数来描述，而波函数从统计规律看是指波的强度所反映的电子在空间出现的几率，现在通常用电子云形象化地表示几率密度分布。以波动力学为基础建立的原子模型，可以称为波动力学模型。
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阿伏加德罗与分子学说