Dans ce modèle, les atomes étaient connus pour être constitués d’électrons chargés négativement. Bien que Thomson les ait appelés «corpuscules», ils étaient plus communément appelés «électrons» que G. J. Stoney a proposé comme «quantité unitaire fondamentale d’électricité» en 1891. À l’époque, les atomes étaient connus pour n’avoir aucune charge électrique nette. Pour en tenir compte, Thomson savait que les atomes devaient également avoir une source de charge positive pour équilibrer la charge négative des électrons. Il a envisagé trois modèles plausibles qui seraient cohérents avec les propriétés des atomes alors connus:
- Chaque électron chargé négativement était associé à une particule chargée positivement qui le suivait partout dans l’atome.
- Les électrons chargés négativement tournaient autour d’une région centrale de charge positive ayant la même amplitude que la charge totale de tous les électrons.
- Les électrons négatifs occupaient une région de l’espace uniformément chargée positivement (souvent considérée comme une sorte de « soupe » ou de « nuage » de charge positive).
Thomson a choisi la troisième possibilité comme structure d’atomes la plus probable. Thomson a publié son modèle proposé dans l’édition de mars 1904 du Philosophical Magazine, la principale revue scientifique britannique de l’époque. Du point de vue de Thomson:
… les atomes des éléments consistent en un certain nombre de corpuscules électrifiés négativement enfermés dans une sphère d’électrification positive uniforme, …
Avec ce modèle, Thomson a abandonné son hypothèse de 1890 « atome nébulaire » basée sur la théorie atomique des vortex dans laquelle les atomes étaient composés de vortex immatériels et a suggéré qu’il y avait des similitudes entre la disposition des tourbillons et la régularité périodique des éléments chimiques.:44–45 Étant un scientifique astucieux et pratique, Thomson a basé son modèle atomique sur des preuves expérimentales connues de l’époque. Sa proposition d’une charge volumique positive reflète la nature de son approche scientifique de la découverte qui devait proposer des idées pour guider de futures expériences.
Dans ce modèle, les orbites des électrons étaient stables parce que lorsqu’un électron s’éloignait du centre de la charge positive sphère, il a été soumis à un i positif net plus grand force vers l’avant, car il y avait plus de charge positive à l’intérieur de son orbite (voir la loi de Gauss). Les électrons étaient libres de tourner dans des anneaux qui étaient davantage stabilisés par des interactions entre les électrons, et les mesures spectroscopiques étaient censées tenir compte des différences d’énergie associées aux différents anneaux d’électrons. Thomson a tenté en vain de remodeler son modèle pour tenir compte de certaines des principales lignes spectrales expérimentalement connues pour plusieurs éléments.
Le modèle de pudding aux prunes a utilement guidé son élève, Ernest Rutherford, à concevoir des expériences pour explorer davantage la composition de les atomes. En outre, le modèle de Thomson (avec un modèle d’anneau saturnien similaire pour les électrons atomiques proposé en 1904 par Nagaoka après le modèle des anneaux de Saturne de James Clerk Maxwell) étaient des prédécesseurs utiles du modèle de Bohr, plus correct, semblable au système solaire. de l’atome.
Le surnom familier de « pudding aux prunes » fut bientôt attribué au modèle de Thomson car la distribution des électrons dans sa région de l’espace chargée positivement rappelait à de nombreux scientifiques les raisins secs, alors appelés « prunes ». dans le dessert anglais commun, le pudding aux prunes.
En 1909, Hans Geiger et Ernest Marsden ont mené des expériences avec de fines feuilles d’or. Leur professeur, Ernest Rutherford, s’attendait à trouver des résultats compatibles avec le modèle atomique de Thomson. Ce n’est qu’en 1911 que Rutherford interpréta correctement les résultats de l’expérience qui impliquaient la présence d’un très petit noyau de charge positive au centre des atomes d’or . Cela a conduit au développement du modèle de Rutherford de l’atome. Immédiatement après que Rutherford a publié ses résultats, Antonius Van den Broek a fait la proposition intuitive que le numéro atomique d’un atome est le nombre total d’unités de charge présentes dans son noyau. Les expériences de Henry Moseley en 1913 (voir la loi de Moseley) ont fourni les preuves nécessaires pour soutenir la proposition de Van den Broek. La charge nucléaire effective s’est avérée cohérente avec le numéro atomique (Moseley n’a trouvé qu’une seule unité de différence de charge). Ce travail a abouti au modèle de Bohr semblable au système solaire (mais limité quantique) de l’atome la même année, dans lequel un noyau contenant un numéro atomique de charges positives est entouré d’un nombre égal d’électrons dans des coquilles orbitales. Le modèle de Thomson a guidé les expériences de Rutherford, le modèle de Bohr a guidé les recherches de Moseley.