“האטומים הם עצמים קטנים ורבים עד אין סוף, כה קטנים עד כי הם מתחמקים מחושינו, או להם כל מני צורות או דמויות הם מתנועעים בריק או תוך כדי תנועתם נאחזים זה בזה”.

במשך השנים גילו החוקרים בחשמל מטענים שליליים וחיובים, אך מעבר לזה לא היו התפתחויות חשובות בתחום.

ויליאם תומסון, מגלה האלקטרון, הציע את המודל הראשון, הנודע בשם “עוגת הצימוקים של תומסון”. מודל זה מתאר מין גוש שבתוכו מטענים חיובים או שליליים כמו צימוקים המפוזרים על עוגה. תומסון הניח כי המטענים השליליים והחיוביים מושכים זה את זה, ואילו מטענים שליליים הנמצאים יחדיו נדחים זה מזה עד שנוצר שיווי משקל.
אומנם המבנה ענה על חלק מהשאלות, אך שאלת ספקטרום הבליעה נותרה בלתי פתורה.

לאחר התוצאות המפתיעות של הניסוי המפורסם של רתפורד ותלמידו גייגר, בו הפציצו עלה זהב בחלקיקי אלפא, היה צריך לשנות שוב את מבנה האטום.
אחרי זמן מה הציע רתפורד מודל חדש, המודל החדש מדמה את האטום למערכת השמש בה האלקטרונים סובבים סביב הגרעין ברדיוס מסוים, הרדיוס נקבע כ- 0.001 מיקרו מטר. אך, כיוון שהאלקטרון נע בתנועה צנטריפטלית כל הזמן הוא אמור לפלוט קרינה, לאבד אנרגיה, להקטין את הרדיוס ולקרוס על תוך הגרעין. מבכינה זו המודל נכשל, המודל גם אינו מסביר את תופעת הספקטרום הקווי.

ב-1913 כמה שנים אחרי הצעת הקוונטיזציה של פלנק והצעת הפוטון של אינשטיין , הוציא בוהר את התיאוריה המפורסמת שלו המסבירה את מבנה אטום המימן. התיאוריה הקדימה בשנים כמה את גלוי האופי הגלי של האלקטרון ע”י דה ברולי.
המודל מסביר טוב את תופעת הספקטרום הקווי של אטום מימן, שנותח כבר אז, ועם כמה שנויים אפשר ליישם את התיאוריה לאטומים יותר מורכבים. ההנחה עליה עומד המודל של בוהר, היא שהכוח היחיד הפועל באטום הוא הכוח החשמלי ולאלקטרון ישנם רדיוסים קבועים בהם “מותר” לו להסתובב, ובנקודות אחרות הוא לא ימצא.
הרדיוס נחשב ל”מותר” כאשר ה- h-bar שלו שווה למכפלה: mvr.
בעצם נוכל להסתכל אל האלקטרון החג סביב הגרעין כגל, הרדיוס צריך להיות כזה שמספר התנודות שמבצעה האלקטרון יהיה שלם, אחרת תהיה התאבכות הורסת והאלקטרון יקרוס.
ראיה כזאת של דברים מסתדרת עם ערעור אלקטרון לרמות אנרגיה גבוהה: כאשר הגל (אלקטרון) מקבל אנרגיה תדירות הגל גדלה והאלקטרון צריך למצוא רדיוס חדש כדי שמספר התנודות יהיה שלם.

(כמובן שיש לציין שהמודל של בוהר לוקח בחשבון רק את תלות רמות האנרגיה ברדיוס המסלול. למעשה, מאופינות רמות האנרגיה בגורמים נוספים, כמו למשל אורביטל המסלול, היטל האורביטל על ציר Z, וכיוון הספין.
התלות בגורמים האחרים היא חלשה, ולכן רמות אנרגיה הנבדלות זו מזו בגורמים הללו, אך זהות ברדיוס המסלול, יראו קרובות מאוד בספקטרום, וניתן יהיה לטעות ולחשוב כי הם מהווים רמה אחת. רק ספקטרוסקופיה עדינה יותר, או גורם חיצוני כמו שדה מגנטי יגרום להפרדה בין הרמות הללו. (תודה לvizini על הערתו))

אמנם המודל של בוהר עונה על שני השאלות שהצבנו הוא לא מסתדר עם עיקרון האי-וודאות, לא יתכן שהאלקטרון יהיה במרחק קבוע מהגרעין, וינוע במהירות קבועה. כאשר עיקרון האי-וודאות אומר שאי אפשר לדעת מיקום ותנע של גוף בדיוק מוחלט בו זמנית.
הדרך התואמת לעיקרון היא תאור ערך של פונקצית הגל של האלקטרון בכל נקודה P מהפרוטון. כלומר, מציאת ההסתברות שהאלקטרון ימצא בנפח קטן V סביב לנקודה P.
כיום מתוארים הרדיוסים כ”עננים” של הסתברויות מקריות בהם יש אפשרות שימצא האלקטרון כל רגע.