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Venne anche introdotto il concetto di orbitale, ossia lo spazio in cui vi è una nuvoletta di probabilità di poter trovare un elettrone. E ne troviamo vari tipi: orbitali s, orbitali p, orbitali d, orbitali f.

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Con la scoperta del neutrone si scoprì anche un modello atomico più completo che vedeva: il nucleo al centro, nel quale risiedevano protoni e neutroni, ed attorno ad esso gli elettroni che ruotavano.

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Bohr si basò al modello di Rutherford ma con qualche modifica: egli sosteneva infatti che gli elettroni ruotassero intorno al nucleo descrivendo orbite ben precise, dette stazionarie, essi inoltre potevano acquistare o cedere energia per passare da un orbita all’altra, tale energia doveva però essere pari alla
differenza di energia esistente tra le due orbite. Questo modello non spiegava però la struttura degli atomi più complessi.

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Questo modello non teneva conto del fatto che una particella in movimento deve emettere energia, quindi secondo la fisica l’elettrone doveva compiere un movimento a spirale e poi essere catturato dal nucleo, ma in quel modello l’elettrone non emetteva energia perciò non andava bene.

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Nel suo modello detto planetario troviamo al centro il nucleo, con un volume molto più piccolo rispetto a quello dell’atomo, con le cariche positive e intorno le cariche negative che ruotano attorno al nucleo come, per l’appunto, i pianeti con il sole.

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Con il suo esperimento Rutherford dimostrò che il modello di Thomson fosse sbagliato: nel suo esperimento bombardò un sottile foglio d’oro con raggi alfa, durante l’esperimento questi raggi alfa attraversarono il foglio senza essere disturbati tranne alcuni che erano deviati o venivano addirittura respinti con grande violenza.

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Thomson ideò il suo modello atomico tenendo conto della carica elettrica. Egli riteneva che l’atomo  fosse una minuscola sfera caricata positivamente nel quale sono incorporati gli elettroni. Tale modello viene definito a panettone, poiché la pasta rappresenta la carica positiva e l’uvetta rappresenta gli elettroni.

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Thomson con il suo esperimento scoprì gli elettroni; usò un tubo di vetro a raggi catodici contenente gas a bassa pressione e con le pareti capaci di emettere luce se colpiti da particelle ad elevata energia. Il fascio luminoso creato deviò quando incontrò campi magnetici/elettrici, costituiti da particelle cariche. Dalla direzione delle deviazioni si capì che si trattava di particelle caricate negativamente, quindi elettroni.

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Egli sosteneva che la materia sia composta da atomi, i quali erano indivisibili, immutabili, privi di senso ed incapaci di sostenere alcuna carica. La sua teoria venne però bocciata da Aristotele.