Atomiteoria
Atomimallin kehitys > Atomiteorian ensimmäiset tieteelliset todisteet

Robert Boyle (1627–1692) oli ensimmäisiä, jotka uudella ajalla herättivät atomihypoteesin henkiin. Hänen mukaansa kaikki aine koostui samanlaisista perushiukkasista eli korpuskelista, jotka eri aineissa olivat ryhmittyneet eri tavoilla. Samoihin aikoihin Nicolas Lemery yritti selittää eri aineiden ominaisuuksia atomien muotojen avulla: esimerkiksi happojen hapan maku ja kyky syövyttää metalleja johtuivat hänen mukaansa siitä, että niiden atomit olivat piikikkäitä. Myös Isaac Newton oletti kaiken aineen koostuvan atomeista. Boylen ansiosta atomimalli sai uutta huomiota osakseen, sillä Demokritoksen atomimalli oli likimain unohtunut.
Sveitsiläinen fyysikko Daniel Bernoulli julkaisi vuonna 1738 teoksen nimeltä Hydrodynamica, joka oli pohja kineettisen kaasuteorian synnylle. Bernoullin mukaan kaasut koostuvat pienistä hiukkasista, jotka ovat koko ajan liikkeessä sekä törmäilevät jatkuvasti toisiinsa. Bernoullin mukaan kaasujen paine johtuu nimenomaan rakenneosasten keskinäisistä törmäyksistä sekä näiden törmäyksistä astian seinämiin, ja kaasun lämpötila riippuu vastaavasti näiden liikkuvien hiukkasten nopeudesta. Teoria tuli kuitenkin yleisesti hyväksytyksi vasta seuraavalla vuosisadalla.
Kemiaan atomiteoriaa sovelsi menestyksellisesti John Dalton 1800-luvun alussa. Sen avulla hän selitti etenkin kerrannaisten painosuhteiden lain. Tämä laki sanoo, että jos kaksi alkuainetta muodostaa useampia yhdisteitä keskenään, niin ne määrät yhtä alkuainetta, jotka voivat yhtyä samaan määrään toista alkuainetta, ovat yksinkertaisessa, yleensä pienillä kokonaisluvuilla ilmaistavassa suhteessa toisiinsa. Esimerkiksi 12 grammaa hiiltä voi yhtyä joko 16 grammaan happea muodostaen hiilimonoksidia tai tarkalleen kaksinkertaiseen määrään, 32 grammaan happea muodostaen hiilidioksidia. Tämä selittyy sillä, että hiilimonoksidin molekyylissä on yksi hiili- ja yksi happiatomi, hiilidioksidin molekyylissä taas yksi hiili- ja kaksi happiatomia.
Tämän teorian ja kemiallisten reaktioiden avulla pystyttiin jo 1800-luvun alkupuolella määrittämään varsin tarkoin eri alkuaineiden atomien massojen suhteet toisiinsa. Ei kuitenkaan vielä tiedetty, kuinka suuria niiden massat olivat gramman murto-osina, vain niiden suhteelliset massat tunnettiin. Siksi olikin otettava käyttöön erityinen atomimassayksikkö, joka alkujaan määriteltiin vetyatomin massaksi. (Nykyisin se on määritelty 1/12-osaksi hiili-12-atomin massasta.) Samoihin aikoihin kehittyivät nopeasti myös lämpöoppi ja siihen läheisesti liittyvä kineettinen kaasuteoria, joka myös edellytti kaasun koostuvat molekyyleistä. Kineettiseen kaasuteoriaan perustuva Avogadron laki osoittautui myös hyödylliseksi kaasumaisten alkuaineiden atomimassojen määrityksessä.
1800-luvulla atomiteoria sai kuitenkin erityisen suuren merkityksen orgaanisessa kemiassa. Erilaisten kemiallisten reaktioiden avulla tehtiin pitkälle meneviä päätelmiä orgaanisten molekyylien rakenteesta ja siitä, missä järjestyksessä niissä atomit sijaitsevat toisiinsa nähden. Kun paljon myöhemmin orgaanisten molekyylien rakenteita pystyttiin tutkimaan myös röntgensäteiden avulla, kemistien tekemät päätelmät osoittautuivat useimmissa tapauksissa oikeiksi.
Atomiteoria tuli varsinkin orgaanisen kemian tutkijoiden yleisesti hyväksymäksi, mutta useat fyysikot, esimerkiksi Ernst Mach ja Wilhelm Ostwald, pitivät sitä vielä 1800-luvun lopullakin tarpeettomana hypoteesina. Vasta radioaktiivisuutta koskevat tutkimustulokset sekä Albert Einsteinin vuonna 1905 esittämä Brownin liikkeen selitys ratkaisivat kiistan lopullisesti ja tekivät myös mahdollisiksi määrittää atomimassayksikön ja gramman välisen suhteen.
Demokritoksen tavoin myös Dalton ja tiedeyhteisö vielä kauan hänen jälkeensäkin piti atomia jakamattomana. Elektrolyysin tutkimus johti kuitenkin vähitellen siihen päätelmään, että atomi voi saada sähkövarauksen eli ionisoitua, mikä antoi aihetta olettaa, että on olemassa atomiakin pienempiä sähköisesti varattuja hiukkasia.