Al segle IV a. C. el grec Demòcrit d'Abdera anuncià que la matèria no era infinitament divisible, sinó que era discontínua i s'arribava a un punt que ja no es podia dividir més. A aquestes partícules indivisibles les anomenà àtoms, que en grec significa "indivisible".
     Molts filòsofs, com Aristòtil, estaven en contra d'aquesta teoria i es preguntaven com la gran varietat de materials que es troben a la natura pot estar constituïda per partícules tan semblants, o com els éssers vius estaven formats per entitats tan petites i inanimades.
     Per aquests motius i per falta de proves s'abandonà la teoria atomística de Demòcrit l'any 40 a. C.

· Els primers químics: els alquimistes

     Sorgiren simultàniament a Egipte i a Xina durant l'Època Antiga, però tingueren el seu gran apogeu durant l'Edat Mitjana. L'objectiu dels alquimistes era la transmutació dels elements, és a dir, transformar elements químics en altres mitjançant les tècniques d'aquells temps.

     Seguint el principi aristotèlic de que tot el que hi ha a la natura tendeix a la perfecció, i considerant l'or com a metall perfecte, els alquimistes intentaren, sense èxit, transformar els metalls "vulgars" en metalls nobles.
     Aquest tipus de transformacions només es poden dur a terme mitjançant reaccions nuclears on el nombre atòmic dels elements augmenta o disminueix. Tot i això, els alquimistes ajudaren en gran part a la química moderna, ja que per realitzar els seus experiments frustrats hagueren d'inventar diversos estris de laboratori útils en l'actualitat i començaren a observar diferents elements poden reaccionar per formar compostos químics.

· El descobriment de l'estructura atòmica

     L'any 1803, el químic i físic John Dalton, reformulà la teoria atòmica de Demòcrit gràcies a les lleis de Lavoisier i de Proust. Tot i que alguns enunciats són incorrectes com el d'igual massa pels àtoms d'un mateix element o la indivisibilitat de l'àtom, posà les bases de la química moderna.
     Actualment sabem que l'àtom està constituït per una escorça on es localitzen els electrons i un nucli format per protons i neutrons. Com s'ha arribat a aquestes conclusions?

• L'electró
       L'existència de l'electró la suposà G. Johnstone Stoney a mitjans del segle XIX, després d'estudiar uns experiments sobre l'electròlisi realitzats per Faraday. Si els elements carregats negativament eren atrets pel pol positiu (ànode) i els positius pel pol negatiu (càtode), els àtoms havien d'estar carregats elèctricament. A aquestes partícules de càrrega negativa les anomenà electrons.

• El protó
       El físic neozelandès Ernest Rutherford va observar, l'any 1919, que en un tub de raigs catòdics ple d'hidrogen els electrons eren atrets per l'ànode i que el càtode exercia una força d'atracció sobre unes altres partícules. Aquestes, de massa lleugerament inferior a l'àtom d'hidrogen, havien de ser per força positives. Eren, en realitat, àtoms d'hidrogen ionitzats, és a dir, que han perdut el seu únic electró.
       En deduí que els àtoms d'hidrogen estaven constituïts per partícules negatives, els electrons, i per partícules positives que ell anomenà protons (del grec protons, el primer). La massa dels protons era 1836 vegades superior a la dels electrons.

• El Neutró
       Aquesta partícula de càrrega neutra fou descoberta l'any 1932 pel físic britànic sir James Chadwick. Es basà en les observacions de Rutherford on la suma de les masses dels protons i els electrons d'un àtom no era la massa total de l'àtom. Aquesta "absència de massa" era deguda als fins a llavors indetectats neutrons, nucleons sense càrrega de massa similar al protó.

• El model atòmic de Rutherford
       Faltava saber, però, com estaven ordenades aquestes partícules en l'àtom. L'experiment consistí en bombardejar una finíssima làmina d'or amb partícules alfa (nuclis d'heli). La gran majoria d'aquestes atravessaven la làmina sense patir desviacions, però algunes, ben poques, sofrien desviacions o fins i tot eren rebutjades per la làmina i no l'arribaven a atravessar.
       Rutherford en deduí que la major part de l'àtom era espai buit i que en el seu centre, el nucli, s'hi concentraven les càrregues positives i neutres que constituïen la major part de la massa de l'àtom, les quals eren les responsables del desviament i rebuig d'algunes partícules alfa.
       A l'escorça, al voltant del nucli, s'hi troben les càrregues negatives, els electrons, tot i que en realitat no estan tan ordenats com ell es pensava. Així ens queda un model atòmic que s'ha mantingut vigent fins a l'actualitat i que ens ha servit per comprendre les característiques de l'àtom, de les reaccions químiques i de les reaccions nuclears.

     Per altra banda, l'any 1986 el físic francès Henri Becquerel descobrí que l'urani natural emetia una sèrie de radiacions compostes per diferents partícules: la radioactivitat.
     Els principals estudiosos d'aquest fenomen fou el matrimoni format pel francès Pierre Cuire i per la polonesa Marie Sklodowska Curie. Treballaren amb diversos elements radioactius naturals i catalogaren les radiacions en tres tipus:

Radiació	Partícules	Càrrega	Capacitat de penetració
Alpha	Nuclis d'heli	Positiva	Baixa
Beta	Electrons	Negativa	Moderada
Gamma	Energia	Neutra	Alta

     Entre les característiques d'aquestes radiacions en destacaren la capacitat de ionitzar gasos, de provocar reaccions químiques, d'atravessar cossos opacs a la llum i d'atacar als teixits humans.
     A més, constataren que l'emissió d'aquestes partícules no depèn ni de la temperatura ni de la pressió a que es generen i que algunes d'elles (a i b) podien ser desviades mitjançant camps elèctrics.      Era lògic, doncs, que aquestes radiacions provinguessin d'elements els àtoms dels quals eren poc estables.