原子结构（也可称为原子模型）是指原子的构成组成以及部分的搭配和安排。原子非常小，以碳（C）原子为例，其直径约为140pm（皮米），但通常以半径记录，在以毫米（mm）为单位的情况下，直径为1.4X10^-7mm，是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的，这些电子绕着原子核的中心运动，就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。并且原子与宇宙任何黑色粒子相同。
原子核的最新研究表明，原子核中的质子或中子可能由内外两种平衡力构成的球型振动能量层。利用此原理可以利用不同大小的能量堆层构造出各种各样比较稳定的原子核。
从英国化学家和物理学家道尔顿（J.John Dalton ，1766～1844）创立原子学说以后，很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球，里面再也没有什么花样了。从1869年德国科学家希托夫发现阴极射线以后，克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆逊等一大批科学家研究了阴极射线，历时二十余年。最终，汤姆生（Joseph John Thomson）发现了电子的存在。
通常情况下，原子是不带电的，既然从原子中能跑出比它质量小1700倍的带负电电子来，这说明原子内部还有结构，也说明原子里还存在带正电的东西，它们应和电子所带的负电中和，使原子呈中性。
中性原子模型1902年德国物理学家勒纳德（Philipp Edward Anton Lenard，1862—1947）提出了中性微粒动力子模型。勒纳德早期的观察表明，阴极射线能通过真空管内铝窗而至管外。根据这种观察，他在1903年以吸收的实验证明高速的阴极射线能通过数千个原子。按照当时盛行的半唯物主义者的看法，原子的大部分体积是空无所有的空间，而刚性物质大约仅为其全部的10－9（即十万万分之一）。勒纳德设想“刚性物质”是散处于原子内部空间的若干阳电和阴电的合成体。
实心带电球英国著名物理学家、发明家开尔文(Lord Kelvin，1824～1907 )原名W.汤姆逊（William Thomson），由于装设第一条大西洋海底电缆有功，英政府于1866年封他为爵士，并于1892年晋升为开尔文勋爵，开始用开尔文这个名字。开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、 光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。
他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利，他在当时科学界享有极高的名望。开尔文1902年提出了实心带电球原子模型，就是把原子看成是均匀带正电的球体，里面埋藏着带负电的电子，正常状态下处于静电平衡。这个模型后由J.J.汤姆逊加以发展，后来通称汤姆逊原子模型。
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