I denna modell var det känt att atomer bestod av negativt laddade elektroner. Även om Thomson kallade dem ”kroppar” kallades de oftare för ”elektroner” som G. J. Stoney föreslog som ”grundläggande enhetsmängd av elektricitet” 1891. Vid den tiden var det känt att atomer inte hade någon nettoladdning. För att redogöra för detta visste Thomson att atomer också måste ha en positiv laddningskälla för att balansera elektronernas negativa laddning. Han ansåg tre rimliga modeller som skulle överensstämma med egenskaperna hos atomer som då var kända:
- Varje negativt laddad elektron var ihopkopplad med en positivt laddad partikel som följde den överallt i atomen.
- Negativt laddade elektroner kretsade kring en central region med positiv laddning med samma storlek som den totala laddningen för alla elektroner.
- De negativa elektronerna ockuperade ett område i rymden som var enhetligt positivt laddat (ofta betraktat som en slags ”soppa” eller ”moln” med positiv laddning).
Thomson valde den tredje möjligheten som den mest troliga strukturen för atomer. Thomson publicerade sin föreslagna modell i mars 1904-upplagan av Philosophical Magazine, dagens ledande brittiska vetenskapstidskrift. I Thomsons syn:
… elementens atomer består av ett antal negativt elektrifierade kroppar inneslutna i en sfär av enhetlig positiv elektrifiering, …
Med denna modell övergav Thomson sin hypotes om ”nebulär atom” från 1890, baserad på vortexatomteorin där atomer bestod av immateriella virvlar och föreslog att det fanns likheter mellan ordningen av virvlar och periodisk regelbundenhet bland de kemiska elementen .:44–45 Thomson var en skicklig och praktisk forskare och baserade sin atommodell på kända experimentella bevis för dagen. Hans förslag om en positiv volymladdning återspeglar karaktären av hans vetenskapliga förhållningssätt till upptäckten som var att föreslå idéer för att vägleda framtida experiment.
I denna modell var elektronernas banor stabila, för när en elektron rörde sig bort från mitten av de positivt laddade sfär utsattes den för ett större nettopositivt i nward kraft, eftersom det fanns mer positiv laddning inuti dess bana (se Gauss lag). Elektroner var fria att rotera i ringar som ytterligare stabiliserades genom interaktioner mellan elektronerna, och spektroskopiska mätningar var avsedda att redogöra för energidifferenser associerade med olika elektronringar. Thomson försökte framgångsrikt omforma sin modell för att redogöra för några av de viktigaste spektrallinjerna som experimentellt är kända för flera element.
Plommonpuddingmodellen vägledde sin student, Ernest Rutherford, att utveckla experiment för att ytterligare utforska kompositionen av atomer. Thomsons modell (tillsammans med en liknande Saturniansk ringmodell för atomelektroner som Nagaoka lade fram 1904 efter James Clerk Maxwells modell av Saturnusringar) var användbara föregångare till den mer korrekta solsystemliknande Bohr-modellen. av atomen.
Det allmänna smeknamnet ”plommonpudding” tillskrevs snart Thomsons modell eftersom fördelningen av elektroner inom dess positivt laddade område av rymden påminde många forskare om russin, då kallade ”plommon”. i den vanliga engelska efterrätten, plommonpudding.
1909 genomförde Hans Geiger och Ernest Marsden experiment med tunna ark av guld. Deras professor Ernest Rutherford förväntade sig att hitta resultat som överensstämde med Thomsons atommodell. Det var först 1911 att Rutherford korrekt tolkade experimentets resultat som antydde närvaron av en mycket liten kärna med positiv laddning i centrum av guldatomer. . Detta ledde till utvecklingen av atomen Rutherford-modellen. Omedelbart efter att Rutherford publicerat sina resultat lade Antonius Van den Broek fram det intuitiva förslaget att atomens atomnummer är det totala antalet laddningsenheter som finns i kärnan. Henry Moseleys 1913-experiment (se Moseleys lag) gav nödvändiga bevis för att stödja Van den Broeks förslag. Den effektiva kärnkraftsladdningen befanns överensstämma med atomnumret (Moseley fann endast en enhet av laddningsskillnad). Detta arbete kulminerade i den sol-systemliknande (men kvantbegränsade) Bohr-modellen av atomen samma år, där en kärna som innehåller ett atomantal positiva laddningar omges av lika antal elektroner i orbitalskal. Thomsons modell styrde Rutherfords experiment, Bohrs modell styrde Moseleys forskning.