Атомска теорија је научни опис природе атома и материја који комбинује елементе физике, хемије и математике. Према савременој теорији, материја је сачињена од ситних честица званих атоми, које сачињавају субатомске честице. Атоми датог елемент су у многим аспектима идентични и разликују се од атома других елемената. Атоми се комбинирају у фиксним пропорције са другим атомима да се формирају молекули и једињења.
Теорија се временом развила, од филозофије атомизма до савремене квантне механике. Ево кратке историје атомске теорије:
Атомска теорија је настала као филозофски концепт у древној Индији и Грчкој. Реч "атом" потиче од старогрчке речи атомос, што значи недељиво. Према атомизму, материја се састоји од дискретних честица. Међутим, теорија је била једно од многих објашњења материје и није се темељила на емпиријским подацима. У петом веку пре нове ере, Демокрит је предложио да се материја састоји од неуништива, недељивих јединица које се зову атоми. Римски пјесник Лукрециј је ту идеју снимио, па је опстала кроз мрачно доба за касније разматрање.
Све до краја 18. века наука је могла да пружи конкретне доказе о постојању атома. Антоан Лавоисиер је 1789. формулисао закон очувања масе који каже да је маса продуката реакције иста као маса реактаната. Десет година касније, Јосепх Лоуис Проуст предложио је закон одређених пропорција, који каже да се маса елемената у једињењу увек дешавају у истом омјеру.
Те теорије се још нису односиле на атоме Јохн Далтон изграђен на њима да развију закон више пропорција, који каже да су омјери маса елемената у једињењу мали цијели број. Далтонов закон више пропорција произашао је из експерименталних података. Предложио је да се сваки хемијски елемент састоји од једне врсте атома који се не може уништити ниједним хемијским средствима. Његово усмено излагање (1803) и објављивање (1805) означили су почетак научне атомске теорије.
Године 1811. Амедео Авогадро је исправио проблем са Далтоновом теоријом, када је предложио да једнаке количине гасова под једнаком температуром и притиском садрже исти број честица. Авогадров закон омогућио је прецизну процену атомске масе елемената и направио јасну разлику између атома и молекула.
Још један значајан допринос атомској теорији дао је 1827. године ботаничар Роберт Бровн, који је приметио да се чини да се честице прашине у води крећу насумично без икаквог разлога. Године 1905. Алберт Еинстеин је постулирао да је Бровново кретање последица кретања молекула воде. Модел и његова валидација 1908. године Јеан Перрин подржали су атомску теорију и теорију честица.
До овог тренутка веровало се да су атоми најмања јединица материје. 1897. Ј.Ј. Тхомсон је открио електрон. Веровао је да се атоми могу поделити. Пошто је електрон носио негативан набој, предложио је модел атома у облику пудинга у коме су електрони уграђени у масу позитивног набоја да би се добио електрично неутралан атом.
Ернест Рутхерфорд, један од Тхомсонових ученика, оспорио је модел пудинга од шљиве 1909. године. Рутхерфорд је открио да је позитивно наелектрисање атома и већи део његове масе у центру, односно језгру, атома. Описао је планетарни модел у којем су електрони кружили у малом, позитивно набијеном језгру.
Рутхерфорд је био на правом путу, али његов модел није могао објаснити спектар емисије и апсорпције атома, нити зашто се електрони нису урушили у језгро. 1913. године Ниелс Бохр предложио је Боров модел који каже да електрони само орбитирају око језгра на одређеним растојањима од језгра. Према његовом моделу, електрони се нису могли спирали у језгро, али су могли направити квантне скокове између нивоа енергије.
Боров модел објаснио је спектралне линије водоника, али се није проширио на понашање атома са више електрона. Неколико открића проширило је разумевање атома. Фредерицк Содди је 1913. године описао изотопе који су облици атома једног елемента који су садржали различит број неутрона. Неутрони су откривени 1932. године.
Лоуис де Броглие предложио је таласно понашање покретних честица које је Ервин Сцхродингер описао користећи Сцхродингерову једнаџбу (1926). То је, заузврат, довело до принципа несигурности Вернера Хеисенберга (1927), који каже да није могуће истовремено знати и позицију и момент електрона.
Квантна механика довела је до атомске теорије у којој се атоми састоје од мањих честица. Електрони се могу потенцијално наћи било где у атому, али се могу наћи са највећом вероватноћом на атомској орбиталној или енергетској разини. Уместо кружне орбите Рутхерфордовог модела, савремена атомска теорија описује орбите које могу бити сферичне, у облику бучице итд. За атоме са великим бројем електрона играју се релативистички ефекти, јер се честице крећу делом брзине светлости.
Савремени научници открили су мање честица које чине протоне, неутроне и електроне, мада је атом и даље најмања јединица материје која се не може поделити хемијским средствима.