Các nhà khoa học đã đưa ra các mô hình và sử dụng thí nghiệm để kiểm chứng.

a) Tần suất đốm sáng xuất hiện khi kính hiển vi ở vị trí (1) (vị trí đối diện với nguồn phát tia α - Hình 21.2 b) là lớn nhất chứng tỏ giữa các nguyên tử vàng có khoảng cách, hạt α có thể đi qua những kẽ hở đó.

b) Một số hạt α đổi hướng chuyển động khi đi qua lá vàng vì hạt α đã va chạm với hạt nhân nguyên tử vàng và bị đổi hướng.

c) Số hạt α không đi qua lá vàng mà bật lại tới vị trí (2) với tần suất chỉ bằng 10^-4 lần tần suất hạt α đi qua lá vàng tới vị trí (1) chứng tỏ các nguyên tử vàng làm lệch hướng, hay “tán xạ” các hạt alpha với góc tán xạ lớn tới mức một số hạt này bị bật trở lại phía nguồn.

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.

Dựa công thức 21.1: $R={\mathrm{1,2.10}}^{-15}.A^{\frac{1}{3}}\left(m\right)$

Đại lượng N = A - Z cho biết số lượng của hạt neutron.

Cách 1: Dựa vào điện tích q của hạt nhân, sử dụng công thức q = n.e thì sẽ tìm được số electron mà số proton Z bằng số electron . Tìm N = A – Z.

Cách 2: Dựa vào bảng tuần hoàn: mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn được xác định bởi số hiệu nguyên tử Z. Số proton (Z) của hạt nhân bằng số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Từ đó có thể tìm được số N.

Kí hiệu các hạt nhân trên: ${}_{}^{197}Au;{}_{}^{4}He;{}_{}^{14}N$ 

Các chất cấu tạo từ cùng một loại nguyên tố nhưng khối lượng riêng vẫn có thể khác nhau vì một chất có thể có nhiều đồng vị, mỗi đồng vị có số khối khác nhau nên sẽ ảnh hưởng đến khối lượng hạt nhân của chúng, do đó chúng sẽ có khối lượng riêng khác nhau.

- 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.