Kích thước nguyên tử nhỏ tới mức kính hiển vi quang học hiện đại nhất cũng không thể giúp chúng ta quan sát rõ. Hạt nhân có kích thước còn nhỏ hơn rất nhiều (khoảng 0,0001 lần) so với nguyên tử. Các nhà khoa học đã làm thế nào để phát hiện ra điều đó?

- Sự đa dạng của vật chất vĩ mô được giải thích bởi sự kết hợp của các nguyên tử, phân tử khác nhau, số lượng nguyên tử trong phân tử và loại liên kết hóa học. Mà cấu tạo của nguyên tử bao gồm hạt nhân và các electron quay xung quanh. Hạt nhân nguyên tử bao gồm proton và neutron.

- Hạt alpha có kích thước nhỏ và mang điện tích dương. Khi hạt alpha đi qua lá vàng, nó tương tác với điện trường của hạt nhân nguyên tử. Hầu hết các hạt alpha đi qua lá vàng mà không bị lệch hướng vì hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử. Một số ít hạt alpha bị lệch hướng mạnh hoặc quay ngược lại khi đi qua gần hạt nhân, chứng tỏ hạt nhân có điện tích dương tập trung rất mạnh.

a) Mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford

• Nguyên tử có một lõi trung tâm nhỏ xíu, đậm đặc hay hạt nhân trên thực tế chứa toàn bộ khối lượng của nguyên tử, để lại phần còn lại của nguyên tử hầu như trống không. Đường kính của hạt nhân vào khoảng 10^-13 cm so với đường kính của nguyên tử là 10^-8 cm.

• Toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm ở hạt nhân, còn các electron phân bố trong không gian trống xung quanh nó.

• Các electron chuyển động trong các quỹ đạo tròn khép kín xung quanh hạt nhân giống như các hành tinh xung quanh mặt trời.

b) Mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford đã giải thích được vì sao giữa các nguyên tử có khoảng trống, nên mới xảy ra sự tán xạ hạt α.