In diesem Modell war bekannt, dass Atome aus negativ geladenen Elektronen bestehen. Obwohl Thomson sie „Korpuskel“ nannte, wurden sie häufiger als „Elektronen“ bezeichnet, die G. J. Stoney 1891 als „grundlegende Einheitsmenge der Elektrizität“ vorschlug. Zu dieser Zeit war bekannt, dass Atome keine elektrische Nettoladung haben. Um dies zu erklären, wusste Thomson, dass Atome auch eine positive Ladungsquelle haben müssen, um die negative Ladung der Elektronen auszugleichen. Er betrachtete drei plausible Modelle, die mit den damals bekannten Eigenschaften von Atomen übereinstimmen würden:
- Jedes negativ geladene Elektron wurde mit einem positiv geladenen Teilchen gepaart, das ihm überall im Atom folgte.
- Negativ geladene Elektronen umkreisten einen zentralen Bereich positiver Ladung mit der gleichen Größe wie die Gesamtladung aller Elektronen.
- Die negativen Elektronen besetzten einen Raumbereich, der gleichmäßig positiv geladen war (oft als betrachtet) eine Art „Suppe“ oder „Wolke“ positiver Ladung).
Thomson wählte die dritte Möglichkeit als wahrscheinlichste Struktur von Atomen. Thomson veröffentlichte sein vorgeschlagenes Modell in der März-Ausgabe 1904 des Philosophical Magazine, dem führenden britischen Wissenschaftsjournal des Tages. Nach Ansicht von Thomson:
… bestehen die Atome der Elemente aus einer Reihe negativ elektrifizierter Teilchen, die in einer Kugel gleichmäßiger positiver Elektrifizierung eingeschlossen sind. …
Mit diesem Modell gab Thomson seine Hypothese des „Nebelatoms“ von 1890 auf, die auf der Wirbelatomtheorie basiert, in der Atome aus immateriellen Wirbeln und schlug vor, dass es Ähnlichkeiten zwischen der Anordnung der Wirbel und der periodischen Regelmäßigkeit zwischen den chemischen Elementen gibt.:44–45 Als kluger und praktischer Wissenschaftler stützte Thomson sein Atommodell auf bekannte experimentelle Beweise des Tages. Sein Vorschlag einer positiven Volumenladung spiegelt die Natur seines wissenschaftlichen Entdeckungsansatzes wider, der darin bestand, Ideen für zukünftige Experimente vorzuschlagen.
In diesem Modell waren die Bahnen der Elektronen stabil, da sich ein Elektron vom Zentrum des positiv geladenen wegbewegte Kugel wurde es einem größeren positiven Netto i ausgesetzt nward Kraft, weil es mehr positive Ladung in seiner Umlaufbahn gab (siehe Gaußsches Gesetz). Elektronen konnten sich frei in Ringen drehen, die durch Wechselwirkungen zwischen den Elektronen weiter stabilisiert wurden, und spektroskopische Messungen sollten Energiedifferenzen berücksichtigen, die mit verschiedenen Elektronenringen verbunden sind. Thomson versuchte erfolglos, sein Modell umzugestalten, um einige der wichtigsten Spektrallinien zu berücksichtigen, die experimentell für mehrere Elemente bekannt waren.
Das Pflaumenpuddingmodell führte seinen Schüler Ernest Rutherford sinnvollerweise dazu, Experimente zu entwickeln, um die Zusammensetzung von weiter zu untersuchen Atome. Auch Thomsons Modell (zusammen mit einem ähnlichen Saturn-Ringmodell für Atomelektronen, das Nagaoka 1904 nach James Clerk Maxwells Modell der Saturnringe vorstellte) waren nützliche Vorgänger des korrekteren Bohrsystems, das dem Sonnensystem ähnelt
Der umgangssprachliche Spitzname „Pflaumenpudding“ wurde bald dem Modell von Thomson zugeschrieben, da die Verteilung der Elektronen in seiner positiv geladenen Region des Weltraums viele Wissenschaftler an Rosinen erinnerte, die damals „Pflaumen“ genannt wurden. Im üblichen englischen Dessert Pflaumenpudding.
1909 führten Hans Geiger und Ernest Marsden Experimente mit dünnen Goldblechen durch. Ihr Professor Ernest Rutherford erwartete Ergebnisse, die mit Thomsons Atommodell übereinstimmen. Erst 1911 interpretierte Rutherford die Ergebnisse des Experiments richtig, was das Vorhandensein eines sehr kleinen Kerns positiver Ladung im Zentrum der Goldatome implizierte . Dies führte zur Entwicklung des Rutherford-Modells des Atoms. Unmittelbar nachdem Rutherford seine Ergebnisse veröffentlicht hatte, machte Antonius Van den Broek den intuitiven Vorschlag, dass die Ordnungszahl eines Atoms die Gesamtzahl der in seinem Kern vorhandenen Ladungseinheiten ist. Henry Moseleys Experimente von 1913 (siehe Moseleys Gesetz) lieferten die notwendigen Beweise, um Van den Broeks Vorschlag zu unterstützen. Die effektive Kernladung stimmte mit der Ordnungszahl überein (Moseley fand nur eine Einheit Ladungsdifferenz). Diese Arbeit gipfelte im selben Jahr in dem sonnensystemähnlichen (aber quantenbegrenzten) Bohr-Modell des Atoms, in dem ein Kern mit einer Ordnungszahl positiver Ladungen von einer gleichen Anzahl Elektronen in Orbitalschalen umgeben ist Thomsons Modell leitete Rutherfords Experimente, Bohrs Modell leitete Moseleys Forschung.