സാന്ദ്രമായ അണുകേന്ദ്രവും ഇതിനുചുറ്റും ഭാരം കുറഞ്ഞ ഇലക്ട്രോണുകളും അടങ്ങിയതാണ്‌ ആറ്റം എന്ന് 1914 ആയപ്പോഴേക്കും ഏണസ്റ്റ് റൂതർഫോർഡ്, ഹെൻറി മോസ്‌ലി, ജെയിംസ് ഫ്രാങ്ക്, ഗുസ്താവ് ഹേർട്സ് എന്നിവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ തെളിഞ്ഞിരുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകൾ നിശ്ചിത അളവ് ഊർജ്ജങ്ങളും കോണീയ സംവേഗങ്ങളുമുള്ള (ക്വാണ്ടൈസ്ഡ്) അവസ്ഥകളിലേ കാണപ്പെടൂ എന്ന് 1913-ൽ ഡാനിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ നീൽസ് ബോർ പരികല്പന നടത്തി. ഒരു ഊർജ്ജാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറാൻ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് സാധിക്കും. ഇതോടനുബന്ധിച്ച് ഇലക്ട്രോൺ ഊർജ്ജനിലകളിലെ വ്യത്യാസത്തിന്‌ സമമായ ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോണിനെ വലിച്ചെടുക്കുകയോ പുറത്തുവിടുകയോ ചെയ്യും. ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ രേഖകളെ ഇതുവഴി കൃത്യമായി വിശദീകരിക്കാൻ ബോറിന്‌ സാധിച്ചു. എങ്കിലും സ്പെക്ട്രൽ രേഖകളുടെ തീക്ഷ്ണതയിലെ വ്യത്യാസം വിശദീകരിക്കാനും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ആറ്റങ്ങളുടെ വർണ്ണരാജികൾ വിശദീകരിക്കാനും ബോർ മാതൃകയ്ക്ക് സാധിച്ചില്ല.

1916-ൽ ഗിൽബർട്ട് ന്യൂട്ടൺ ലൂയിസ് രാസബന്ധനങ്ങളെ വിശദീകരിച്ചു. സഹസംയോജകബന്ധനം എന്നത് രണ്ട് ആറ്റങ്ങൾ ഒരു ജോഡി ഇലക്ട്രോണുകളെ പങ്കുവയ്ക്കുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്നതാണെന്നാണ്‌ അദ്ദേഹം പറഞ്ഞത്. ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികളുടെ രൂപവത്കരണവും രാസബന്ധനങ്ങളും ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെ ഭാഷയുപയോഗിച്ച് പിന്നീട് 1923-ൽ വാൾട്ടർ ഹൈറ്റ്ലർ, ഫ്രിറ്റ്സ് ലണ്ടൺ എന്നിവർ ചേർന്ന് വിശദീകരിച്ചു. 1919-ൽ അമേരിക്കൻ രസതന്ത്രജ്ഞനായ ഇർവിങ് ലാങ്മ്യൂയിർ ല്യൂവിസ് മാതൃക വികസിപ്പിച്ച് ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരേ കേന്ദ്രമുള്ളതും ഒരേ കട്ടിയുള്ളതുമായ ഗോളാകാരഷെല്ലുകളിലാണ്‌ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത് എന്ന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. ഷെല്ലുകളെ ഓരോ ജോഡി ഇലക്ട്രോണുകൾ വീതമുള്ള സെല്ലുകളായി അദ്ദേഹം വിഭജിച്ചു. ഈ മാതൃകയുപയോഗിച്ച് ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും രാസഗുണങ്ങളെ qualitative ആയി അദ്ദേഹത്തിന്‌ വിശദീകരിക്കാനായി. ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ മൂലകങ്ങൾ ആവർത്തനനിയമമനുസരിക്കുന്നുവെന്ന് അറിയപ്പെട്ടിരുന്നു.

1924-ൽ ഓസ്ട്രിയൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ വുൾഫ്ഗാങ് പൗളി ആറ്റത്തിന്റെ ഷെൽ ഘടന വിശദീകരിക്കുവാൻ സരളമായ ഒരു മാതൃക മുന്നോട്ടുവച്ചു : ഓരോ ക്വാണ്ടം ഊർജ്ജസ്ഥിതിയും നാല് സംഖ്യകളുപയോഗിച്ച് നിർവചിക്കുക. ഒരു ക്വാണ്ടം ഊർജ്ജസ്ഥിതിയിലും ഒന്നിലധികം ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകരുത്. (ഒന്നിലധികം ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരേ ക്വാണ്ടം സ്ഥിതിയിലുണ്ടാകരുത് എന്ന നിയമം "പൗളിയുടെ അപവർജ്ജനനിയമം" എന്നറിയപ്പെടുന്നു.) നാലാമത്തെ സംഖ്യയുടെ ഭൗതികപ്രാധാന്യം വിശദീകരിച്ചത് ഡച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരായ അബ്രഹാം ഗൗഡ്സ്മിത്ത്, ജോർജ്ജ് ഊലെൻബെക്ക് എന്നിവരാണ്‌. ഭ്രമണപഥത്തിലെ കോണീയസംവേഗത്തിനുപുറമെ ആന്തരികമായ ഒരു കോണീയസംവേഗം കൂടി ഇലക്ട്രോണുകൾക്കുണ്ടെന്ന് അവർ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. ഈ സവിശേഷത "സ്പിൻ" എന്നറിയപ്പെടാൻ തുടങ്ങി. സ്പെക്ട്രൽ രേഖകളെ സൂക്ഷിച്ചുനോക്കിയാൽ അവ പിളർന്നതായിക്കാണുന്ന പ്രതിഭാസത്തിനും സ്പിൻ വഴി വിശദീകരണമായി. ഇത് "ഫൈൻ സ്ട്രക്ചർ സ്പ്ലിറ്റിംഗ്" എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

അറ്റോമിക് സിദ്ധാന്തം
ചാലകത
സവിശേഷതകൾ
പ്രതീതകണങ്ങൾ