Mô hình nguyên tử Rutherford là mô hình có hạt nhân và các electron chuyển động quay xung quanh hạt nhân.

Mô hình nguyên tử Rutherford có những đặc điểm đặc trưng sau:

- Nguyên tử có lõi ở trung tâm và tập trung toàn bộ khối lượng của nguyên tử ở đó, còn các hạt có trọng lượng nhẹ thì di chuyển xung quanh lõi trung tâm.

- Lõi trung tâm của nguyên tử mang điện tích dương và cách thành phần di chuyển xung quanh mang điện tích âm.

- Các electrong chuyển động quanh lõi trung tâm theo quỹ đạo tròn khép kín xung quanh hạt nhân giống như các hành tinh chuyển động xung quanh mặt trời.

Để đưa ra được kết quả này thì Ernest Rutherford quan sát bằng thực nghiệm thông qua thí nghiệm lá vàng. Trong thí nghiệm này Rutherford đã quan sát thấy các hạt alpha bị bắn phá qua một lá vàng. Dự kiến là các hạt này sẽ đi thẳng qua lá vàng nhưng nó lại biến thành nhiều hướng khác nhau. Giải thích cho điều này, Rutherford đã đưa ra một số gợi ý sau đây:

- Mỗi một nguyên tử sẽ bao gồm 1 lõi trung tâm mang điện tích dương.

- Phí tiêu cực và tích cực cân bằng với nhau.

Dù vậy nhưng mô hình nguyên tử Rutherford vẫn bị từ chối vì không giải thích được lí do tại sao các electron và điện tích dương trong hạt nhân không bị hút vào nhau.

Niels Bohr đã đưa ra mô hình của mình vào năm 1922 để giải thích cấu trúc của nguyên tử. Theo Bohr, phần lớn khối lượng nguyên tử nằm trong hạt nhân trung tâm có chứa các proton và electron được sắp xếp theo các mức năng lượng xác định và xoay quanh hạt nhân.

Một số nội dung chính trong mô hình nguyên tử của Bohr là:

- Trong nguyên tử Hydrogen, các electron chỉ chuyển động trên một quỹ đạo tròn nhất định. Các quỹ đạo này được gọi là các quỹ đạo trạng thái dừng hay quỹ đạo dừng. 

- Khi đang ở quỹ đạo dừng thì electron có năng lượng xác định, năng lượng này được gọi là năng lượng trạng thái dừng. Nghĩa là lúc này nguyên tử không hấp thu hoặc phát xạ năng lượng khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng.

- Nguyên tử chỉ hấp thu hoặc phát xạ năng lượng khi electron chuyển từ quỹ đạo dừng này sang quỹ đạo dừng khác.

Mô hình của Bohr cũng đề xuất cấu hình điện tử và giải thích được sự sắp xếp các electron theo quỹ đạo tròn được ông chỉ định là K, L, M, N,…