Atomska teorija je znanstveni opis narave atomi in zadeva ki združuje elemente fizike, kemije in matematike. Po sodobni teoriji je materija sestavljena iz drobnih delcev, imenovanih atomi, ki jih sestavljajo subatomske delce. Atomi danega element so v marsičem enaki in se razlikujejo od atomov drugih elementov. Atomi se kombinirajo v fiksno razmerja z drugimi atomi tvoriti molekule in spojine.
Teorija se je s časom razvijala, od filozofije atomizma do sodobne kvantne mehanike. Tu je kratka zgodovina atomske teorije:
Atomska teorija je nastala kot filozofski koncept v starodavni Indiji in Grčiji. Beseda "atom" izvira iz starogrške besede atomos, kar pomeni nedeljivo. Po atomizmu je materija sestavljena iz diskretnih delcev. Vendar je bila teorija ena izmed mnogih razlag za materijo in ni temeljila na empiričnih podatkih. V petem stoletju pred našim štetjem je Demokrit predlagal, da snov sestavljajo neuničljive, nedeljive enote, imenovane atomi. Rimski pesnik Lukrecij je idejo posnel, tako da je preživel skozi Temno dobo za poznejšo obravnavo.
Znanost je pred koncem 18. stoletja trajala konkretne dokaze o obstoju atomov. Leta 1789 je Antoine Lavoisier formuliral zakon ohranjanja mase, ki pravi, da je masa produktov reakcije enaka masi reaktantov. Deset let pozneje je Joseph Louis Proust predlagal zakon določenih razmerij, ki pravi, da se množica elementov v spojini vedno pojavlja v enakem razmerju.
Te teorije se še niso sklicevale na atome John Dalton zgrajena na njih, da razvijejo zakon več proporcij, ki pravi, da so razmerja mase elementov v sestavljenih delih majhna cela števila. Daltonov zakon več razmerij je izhajal iz eksperimentalnih podatkov. Predlagal je, da vsak kemični element sestoji iz ene same vrste atoma, ki je ni mogoče uničiti z nobenim kemičnim sredstvom. Njegova ustna predstavitev (1803) in objava (1805) sta pomenila začetek znanstvene atomske teorije.
Leta 1811 je Amedeo Avogadro odpravil težavo z Daltonovo teorijo, ko je predlagal, da enake količine plinov pri enaki temperaturi in tlaku vsebujejo enako število delcev. Avogadrov zakon je omogočil natančno oceno atomske mase elementov in jasno razlikoval med atomi in molekulami.
Drug pomemben prispevek k atomski teoriji je leta 1827 prispeval botanik Robert Brown, ki je opazil, da se zdi, da se prašni delci, ki plavajo v vodi, naključno premikajo brez znanega razloga. Leta 1905 je Albert Einstein predpostavil, da je Brownovo gibanje posledica gibanja molekul vode. Model in njegovo potrditev leta 1908 Jean Perrin je podpiral atomsko teorijo in teorijo delcev.
Do tega trenutka so verjeli, da so atomi najmanjše enote materije. Leta 1897 je J.J. Thomson je odkril elektrone. Verjel je, da se atomi lahko ločijo. Ker je elektron nosil negativen naboj, je predlagal model atoma s slivnimi pudingi, v katerem so elektroni vgrajeni v maso pozitivnega naboja, da bi dobili električno nevtralen atom.
Ernest Rutherford, eden izmed Thomsonovih študentov, je leta 1909 ovrgel model slivovega pudinga. Rutherford je ugotovil, da je pozitivni naboj atoma in večina njegove mase v središču ali jedru atoma. Opisal je planetni model, v katerem so elektroni krožili v majhnem, pozitivno nabitem jedru.
Rutherford je bil na pravi poti, vendar njegov model ni mogel razložiti spektra emisij in absorpcije atomov niti zakaj elektroni niso strmoglavili v jedro. Leta 1913 je Niels Bohr predlagal Bohrov model, ki pravi, da elektroni krožijo jedro le na določenih razdaljah od jedra. Po njegovem modelu se elektroni niso mogli spirali v jedro, ampak bi lahko povzročili kvantne preskoke med energijskimi nivoji.
Bohrov model je razložil spektralne črte vodika, vendar se niso razširile na vedenje atomov z več elektroni. Več odkritij je razširilo razumevanje atomov. Frederick Soddy je leta 1913 opisal izotope, ki so bili atomi enega elementa, ki so vsebovali različno število nevtronov. Neutroni so bili odkriti leta 1932.
Louis de Broglie je predlagal valovito vedenje gibljivih delcev, ki ga je Erwin Schrödinger opisal s Schrödingerjevo enačbo (1926). To je posledično privedlo do načela negotovosti Wernerja Heisenberga (1927), ki pravi, da ni mogoče istočasno poznati položaja in trenutka elektrona.
Kvantna mehanika je vodila do atomske teorije, v kateri so atomi sestavljeni iz manjših delcev. Elektrona lahko najdemo kjerkoli v atomu, vendar ga najdemo z največjo verjetnostjo na atomski orbitalni ali energijski ravni. Namesto krožnih orbitov Rutherfordovega modela sodobna atomska teorija opisuje orbite, ki so lahko kroglaste, v obliki palice itd. Za atome z velikim številom elektronov pridejo v poštev relativistični učinki, saj se delci premikajo z delom hitrosti svetlobe.
Sodobni znanstveniki so našli manjše delce, ki sestavljajo protone, nevtrone in elektrone, čeprav atom ostaja najmanjša enota snovi, ki je ni mogoče deliti s kemičnimi sredstvi.