O modelo do pudim de ameixa de Thomson, proposto em 1904, sugeria que os átomos consistiam em uma carga positiva uniforme em todo o átomo, com elétrons embutidos como "ameixas no pudim de ameixa". Contudo, o modelo de Thomson não explicava como a carga positiva estava disposta dentro do átomo.

Em 1911, Ernest Rutherford realizou o experimento da folha de ouro. Neste experimento, um feixe de partículas alfa (núcleos de hélio carregados positivamente) foi disparado contra uma fina folha de ouro. A maioria das partículas alfa passou pela folha sem qualquer deflexão. No entanto, um pequeno número de partículas alfa foi desviado em grandes ângulos ou mesmo devolvido.

O experimento de Rutherford mostrou que a carga positiva do átomo deve estar concentrada em um núcleo pequeno e denso. Isso levou ao desenvolvimento do modelo de átomo de Rutherford, que consiste em um pequeno núcleo carregado positivamente cercado por elétrons carregados negativamente em órbitas circulares fixas.