英国化学家波义耳提出物质组成的元素说开始建立
给元素下了一个比较科学的定义：“我指的元素应当是某些不同任何其他物质所构成的原始的和简单的物质或完全纯净的物质”，“是具有一定确定的、实在的、可觉察到的实物，他们应是同一般化学方法不能再分解为更简单的某些实物。”这是世界上第一个科学的元素定义。由于波义耳给化学元素提出了科学的定义，为人类研究物质的组成指明了方向。虽然波义耳提出了科学的元素概念，由于时代的局限性，他并没有明确指出那些物质是真正的元素，而且仍然把火、水、气等当作元素。
1803年10月，在曼彻斯特文学和哲学学会的一次活动中，道尔顿第一次讲述了他的原子论。
他的基本观点可归纳为三点:
1811年，阿佛加德罗提出分子概念，为了解释原子量测定时出现的混乱现象。
但因为没有化学家认可他的理论，这场化学界的混乱持续了50年，是1860年开国际化学会议的主因。
1860年，国际化学会议，分子概念得到认可
1869年，俄国化学家门捷列夫找到了物质之间相互变化的内在联系和规律，发现了著名的化学元素周期律
1879年，克鲁克斯研究气体放电管中气体的放电现象，当放电管中的气压降低到0.01MM汞柱时，在放电管中通上高压，在正对阴极的玻璃壁上就会发出荧光。实验证明，荧光是由于阴极所发射的一股射线激发玻璃壁中的原子而产生的。
这股射线还能推动安放在放电管中的云母风车转动，证明这种射线是一股粒子流。这种射线在行进过程中，磁场或电场都能使它偏转方向，就证明了这股射线带电。由于这股射线是从阴极产生的，因此，科学家就把这种带电的粒子流叫做阴极射线；这种高真空的放电管则称为阴极射线管。
物理学家用各种各样的说法来阐明阴极射线的本质，例如，克鲁克斯认为它是”物质的第四态”或”超气态物质”。
1892年，洛伦兹发表了经典电子论的第一篇论文——《麦克斯韦电磁学理论及其对运动物体的应用》。在这篇论文中，洛伦兹明确地把连续的场和包含分立电子的物质完全分开，同时又为麦克斯韦方程组追加了一个洛伦兹力方程。于是，连续的场和分立的电子，就由这个洛伦兹力来联系。
1896年，keely提出原子核的环面结构，提出质子的亚结构是一个由三个亚核粒子旋涡组成，质子本身也是旋涡。
点评：比夸克模型早60年。
1897年著名的英国物理学家汤姆生则认为阴极射线是一种带负电的微粒子，并且用实验证明了电子的存在。有力地证明原子是不可再分的最小微粒的错误结论。
1898年，欧内斯特·卢瑟福报告了铀辐射中α射线和β射线的存在，并指出了它们的一些性质。并首先提出放射性半衰期的概念，证实放射性涉及从一种元素到另一种元素的嬗变。他又将放射性物质按照贯穿能力分类为α射线与β射线，并且证实前者就是氦离子。
γ射线(γ-ray)，伽马射线，波长短于 0.2纳米的电磁波。
1900年由法国科学家P.V.维拉德（Paul Ulrich Villard）发现，将含镭的氯化钡通过阴极射线，从照片记录上看到辐射穿过0.2毫米的铅箔，拉塞福称这一贯穿力非常强的辐射为γ射线，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。
汤姆生在发现电子以后，又于1904年提出了一种原子模型，认为原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。
卢瑟福终于设计出了一个试验装置：一个”A”射线的放射源，就像一挺机关枪，一个金属箔作靶子，就像放核桃的草地，在它的旁边放一个硫化锌的荧光屏，屏后安装一架显微镜，来观察实验的情况。
卢瑟福原子模型：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
1912年，汤姆生利用磁场的作用测量了带正电的气体离子(称为极隧射线)的荷质比，发现在磁分离器中，相同荷质比的粒子在荧光屏上形成一束抛物线。在这些气体离子的抛物线中，除了质量为20单位的氖的抛物线外，还有一条质量为22单位的抛物线，从而发现了质量为22单位的氖的稳定同位素，这是世界上第一次发现的稳定同位素。汤姆生的学生阿斯顿将天然的氖进行扩散分离，最后得到两部分氖气，它们的相对分子质量分别为20.15和21.56，证实了氖－22的存在。
玻尔的原子理论给出这样的原子图像：
玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律。
1919年，卢瑟福用人为的方法第一次分裂了原子，他用a粒子轰击氮原子，使它变成了一个氧原子和一个氢原子。
1926年，卢瑟福特设计出了一架巨型原子捣碎机，用这架仪器，他们把轻金属锂转变为氦。
卢瑟福用镭发射的α粒子作“炮弹”，用“闪烁法”观察被轰击的粒子的情况。1919年，终于观察到氮原子核俘获一个α粒子后放出一个氢核，同时变成了另一种原子核的结果，这个新生的原子核后来被证实为是氧17原子核。这是人类历史上第一次实现原子核的人工衰变，使古代炼金术士梦寐以求的把一种元素变成另一种元素的空想有可能成为现实。当时卢瑟福写了一本书就取名为《新炼金术》。
1933年，卢瑟福发现和命名了质子——氢原子核，并预言核内存在着中子。
1918年他任卡文迪许实验室主任时，用α粒子轰击氮原子核，注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪光探测器纪录到氢核的迹象。卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子，因此氮原子必须含有氢核。他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。
1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，实验装置如图所示，容器C里放有放射性物质A，从A射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使容器C抽成真空后，α粒子恰好被F吸收而不能透过，在F后面放一荧光屏S，用显微镜册来观察荧光屏上是否出现闪光．通过阀门T往C里通进氮气后，卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光，把氮气换成氧气或二氧化碳，又观察不到闪光，这表明闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的。
卢瑟福把这种粒子引进电场和磁场中，根据它在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫做质子，通常用符号p表示。
后来，人们用同样的方法使氟、钠、铝等核发生了类似的转变，并且都产生了质子。由于各种核里都能轰击出质子，可见质子是原子核的组成部分。
水中的氢离子绝大多数都是水合质子。质子在化学和生物化学中起非常大的作用，根据酸碱质子理论，可以在水溶液中提供质子的物质一般被称为酸，可以在水溶液中吸收质子的物质一般被称为碱。
1922年施特恩-格拉赫实验
实验装置：使银原子在电炉内蒸发射出，通过狭缝S1、S2形成细束，经过一个抽成真空的不均匀的磁场区域（磁场垂直于射束方向），最后到达照相底片上。显像后的底片上出现了两条黑斑，表示银原子经过不均匀磁场区域时分成了两束。
根据实验中的炉温、磁极长度、横向不均匀磁场的梯度和原子束偏离中心的位移，可计算出原子磁矩在磁场方向上分量的大小。当时测得银、铜、金和碱金属的原子磁矩分量的大小都等于一个玻尔磁子，它们的原子束都只分裂为对称的两束。实验结果说明，原子在磁场中不能任意取向，证实了A.索末菲和P.德拜在1916年建立的原子的角动量在空间某特殊方向上取向量子化的理论。
直到1925年G.乌伦贝克和S.古兹密特提出电子自旋的假设，实验结果才得到了全面的解释。原子磁矩是电子的轨道磁矩和自旋磁矩的和（原子核磁矩很小，可忽略）。
1932年英国物理学家查德威克在用α粒子轰击铍的实验中发现了中子。
1931年，约里奥·居里夫妇——居里夫人的女儿和女婿公布了他们关于石蜡在“铍射线”照射下产生大量质子的新发现。查德威克立刻意识到，这种射线很可能就是由中性粒子组成的，这种中性粒子就是解开原子核正电荷与它质量不相等之谜的钥匙。查德威克立刻着手研究约里奥·居里夫妇做过的实验，用云室测定这种粒子的质量，结果发现，这种粒子的质量和质子一样，而且不带电荷。他称这种粒子为“中子”。
就在查德威克发现中子的5年前，科学家瓦尔特·博特和贝克用α粒子轰击铍时，发现有一种穿透力很强的射线，他们以为是γ射线，未加理会。韦伯斯特甚至对这种辐射做过仔细鉴定、看到了它的中性性质，但对这种现象难于解释，因而未再继续深入研究。居里夫人的女儿伊雷娜·约里奥-居里和她的丈夫也曾在“铍射线”的边缘徘徊，最终还是与中子失之交臂。
1935年，查德威克因发现中子获诺贝尔物理学奖。
1964年，由物理学家盖尔曼和茨威格独立提出夸克模型
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核物理在1932年发现中子后，一直停留在质子、中子、电子模型中，后期的标准模型把亚原子结构搞的越来越复杂，肯定是不对的。
直到如今天2024年，人们依然不清楚电和磁产生的机理，连电子的构成都不清楚，只是把质子中子砸出个夸克模型。
不禁让人想起历史上分子事件，我们是不是应该回归到以太理论，追寻伟人的指引。