בתחילת המאה ה-20 הראו ניסויים שערכו ארנסט רתרפורד ואחרים כי האטום מורכב מגרעין הטעון במטען חיובי ומוקף אלקטרונים הטעונים במטען שלילי. בהתחשב בנתונים אלה, טבעי לחשוב על מודל דוגמת המודל הפלנטרי, בו האלקטרונים סובבים את הגרעין, אולם במודל זה ישנם מספר קשיים קריטיים שמונעים את קבלתו. הבעיה הגדולה מכולן היא אי-יציבותו של האטום על-פי מודל זה, בגלל העיקרון שקובע שמטענים המואצים (דוגמת האלקטרונים המסתובבים) פולטים קרינה אלקטרומגנטית ומאבדים אנרגיה על ידי כך. אם המודל הפלנטרי היה נכון, היה על האלקטרון להסתובב במסלול שרדיוסו הולך וקטן עד להתנגשות עם הגרעין. חישובים מראים שהתנגשות זו הייתה צריכה לקרות תוך חלקיקי שנייה (ראו פירוט של החישובים בערך המודל הפלנטרי), אך אנו עדים בכל זאת לכך שהחומר אינו קורס אל תוך עצמו.