En este modelo, se sabía que los átomos consistían en electrones cargados negativamente. Aunque Thomson los llamó «corpúsculos», fueron más comúnmente llamados «electrones» que G. J. Stoney propuso como la «cantidad unitaria fundamental de electricidad» en 1891. En ese momento, se sabía que los átomos no tenían carga eléctrica neta. Para tener en cuenta esto, Thomson sabía que los átomos también deben tener una fuente de carga positiva para equilibrar la carga negativa de los electrones. Consideró tres modelos plausibles que serían consistentes con las propiedades de los átomos entonces conocidos:
- Cada electrón cargado negativamente fue emparejado con una partícula cargada positivamente que lo siguió a todas partes dentro del átomo.
- Los electrones cargados negativamente orbitaban una región central de carga positiva que tenía la misma magnitud que la carga total de todos los electrones.
- Los electrones negativos ocupaban una región del espacio que estaba uniformemente cargada positivamente (a menudo considerada como una especie de «sopa» o «nube» de carga positiva).
Thomson eligió la tercera posibilidad como la estructura más probable de los átomos. Thomson publicó su modelo propuesto en la edición de marzo de 1904 de la Philosophical Magazine, la principal revista científica británica del momento. Desde el punto de vista de Thomson:
… los átomos de los elementos consisten en una serie de corpúsculos electrificados negativamente encerrados en una esfera de electrificación positiva uniforme, …
Con este modelo, Thomson abandonó su hipótesis del «átomo nebular» de 1890 basada en la teoría atómica del vórtice en la que los átomos estaban compuestos de vórtices inmateriales y sugirió que había similitudes entre la disposición de los vórtices y la regularidad periódica encontrada entre los elementos químicos.:44–45 Siendo un científico astuto y práctico, Thomson basó su modelo atómico en evidencia experimental conocida de la época. Su propuesta de una carga volumétrica positiva refleja la naturaleza de su enfoque científico para el descubrimiento que consistía en proponer ideas para guiar experimentos futuros.
En este modelo, las órbitas de los electrones eran estables porque cuando un electrón se alejaba del centro de la carga positiva esfera, estuvo sujeta a una mayor i neta positiva fuerza hacia adentro, porque había más carga positiva dentro de su órbita (ver la ley de Gauss). Los electrones podían rotar libremente en anillos que se estabilizaban aún más mediante interacciones entre los electrones, y las mediciones espectroscópicas estaban destinadas a dar cuenta de las diferencias de energía asociadas con diferentes anillos de electrones. Thomson intentó sin éxito remodelar su modelo para dar cuenta de algunas de las principales líneas espectrales conocidas experimentalmente para varios elementos.
El modelo de pudín de ciruela guió de manera útil a su estudiante, Ernest Rutherford, a diseñar experimentos para explorar más a fondo la composición átomos. Además, el modelo de Thomson (junto con un modelo de anillo de Saturno similar para electrones atómicos presentado en 1904 por Nagaoka después del modelo de anillos de Saturno de James Clerk Maxwell) fueron predecesores útiles del modelo de Bohr más correcto, similar al sistema solar. del átomo.
El apodo coloquial «pudín de ciruela» pronto se atribuyó al modelo de Thomson, ya que la distribución de electrones dentro de su región del espacio cargada positivamente les recordó a muchos científicos las pasas, entonces llamadas «ciruelas», en el postre inglés común, pudín de ciruela.
En 1909, Hans Geiger y Ernest Marsden realizaron experimentos con láminas delgadas de oro. Su profesor, Ernest Rutherford, esperaba encontrar resultados consistentes con el modelo atómico de Thomson. No fue hasta 1911 que Rutherford interpretó correctamente los resultados del experimento que implicaban la presencia de un núcleo muy pequeño de carga positiva en el centro de los átomos de oro. . Esto llevó al desarrollo del modelo de Rutherford del átomo. Inmediatamente después de que Rutherford publicara sus resultados, Antonius Van den Broek hizo la propuesta intuitiva de que el número atómico de un átomo es el número total de unidades de carga presentes en su núcleo. Los experimentos de Henry Moseley de 1913 (ver la ley de Moseley) proporcionaron la evidencia necesaria para apoyar la propuesta de Van den Broek. Se encontró que la carga nuclear efectiva era consistente con el número atómico (Moseley encontró solo una unidad de diferencia de carga). Este trabajo culminó en el modelo de Bohr similar al del sistema solar (pero limitado cuánticamente) del átomo en el mismo año, en el que un núcleo que contiene un número atómico de cargas positivas está rodeado por un número igual de electrones en capas orbitales. El modelo de Thomson guió los experimentos de Rutherford, el modelo de Bohr guió la investigación de Moseley.