这些超额电子决定了元素的化学性质。在欧尼斯特·拉塞福的指导下，汉斯·盖革和欧内斯特·马斯登于1909年做实验照射α粒子于薄金箔纸，这就是着名的拉塞福散射实验，其展示出α粒子可以被大角度散射，因此彻底推翻了汤姆森的梅子布丁模型。两年后，拉塞福设计出拉塞福模型。在这模型里，原子的中心有一个带正电、带质量的原子核，在原子核的四周是带负电的电子云。从拉塞福模型，拉塞福推导出散射公式，其预测与实验结果相符合。然而，在拉塞福散射实验里，主角是原子核，而电子并不重要，因此拉塞福不能空口无凭地给出原子的电子组态，也无法