보어의 원자모형
1913년 덴마크의 보어는 러더퍼드 모형이 수소 원자의 불연속 스펙트럼을 설명할 수 없었고 고전 전자기 이론과도 맞지 않았다는 사실을 발견했다. 따라서 이 현상을 해결하기 위해 새로운 원자모형을 제시하였다. 전자는 원자 내에서 정해진 궤도로만 회전한다고 가정으로 출발해 전자는 불연속적인 특정 궤도만을 가지며 이때 전자는 에너지 방출 없이 안정며, 다른 궤도로 이행할 때 에너지가 방출되거나 흡수된다는 것을 정립했다. 즉, 원자의 구조를 마치 태양계처럼 양전하를 띤 조그만 원자핵 주위를 전자들이 원형 궤도를 따라 돌고 있는 것으로 묘사했다. 보어는 이를 통해 양자역학이라는 새로운 학문의 발전을 이끌어냈다.
현대의 원자모형
현대 원자모형은 양자역학의 발전에 따라 성립되었고, 입자가 아닌 파동함수로서 스펙트럼 현상을 더욱 완벽하게 설명할 수 있다. 현대의 원자 모형은 먼저 ‘전자는 원자 내의 정해진 궤도로만 회전한다’는 보어의 생각을 수정하였다. 전자는 정해진 궤도가 없으며, 원자 내에서 전자를 발견할 수 있는 확률만을 고려한다. 전자는 핵 주변의 어느 위치에서도 발견될 수 있지만, 전자와 핵 사이의 에너지 관계를 고려해 전자는 핵에서 한참 떨어진 엉뚱한 곳보다는 핵 주변의 특정 영역에 존재할 확률이 더 크다고 설명한다. 현대 원자 모형은 이렇게 전자의 위치를 가능성으로 말한다.