Ernest Rutherford, através de seu famoso experimento com folha de ouro Em 1911, fez uma descoberta inovadora sobre a estrutura de um átomo:

* O átomo tem um núcleo denso e positivamente carregado em seu centro. Isso era contrário ao "modelo de pudim de ameixa" predominante, que sugeriu que a carga positiva foi distribuída uniformemente por todo o átomo. Rutherford observou que a maioria das partículas alfa passava direto pela folha de ouro, mas algumas foram desviadas em grandes ângulos e alguns até se recuperaram. Isso sugeriu que a carga positiva estava concentrada em uma região pequena e densa, que ele nomeou o núcleo.

* A maior parte do átomo é espaço vazio. Como a maioria das partículas alfa passou através da folha sem ser desviada, Rutherford concluiu que o átomo estava quase vazio, com elétrons orbitando o núcleo.

Essa descoberta revolucionou nossa compreensão do átomo e levou ao desenvolvimento do modelo planetário do átomo , que descreveu elétrons que orbiam o núcleo como planetas que orbitam o sol.

Embora o modelo de Rutherford tenha sido uma melhoria significativa em relação aos modelos anteriores, ele foi mais tarde refinado por Niels Bohr, que introduziu o conceito de níveis de energia quantizados para elétrons.