1910年12月，盧瑟福對大角度散射過程的受力關係進行計算，得出一個新的原子結構設想。經過反複思索、研究，於1911年5月發表論文《和粒子被物質散射和原子結構》。他認為0粒子是在與作為靶的金屬箔的原子的一次碰撞中改變方向的，因此原子中必定有一個體積很小、質量很大的帶正電荷的原子核，它對帶正電荷的0粒子有很強的排斥力使粒子發生了大角度偏轉；原子核的體積很小，它的直徑約為原子直徑的1/100001/100000，原子核外有很大的空間，帶負電的、質量比原子核輕得多的電子在這個空間裏繞核做髙速運轉。盧瑟福在論文中提出他的原子有核模型可從幾個方麵驗證，蓋革和馬斯頓1912年所做的實驗證實了原子核的存在。1913年莫斯萊定律的發現以及1919年阿斯頓用質譜儀測定各種元素的同位素進一步證實了盧瑟福的原子模型。
但是，盧瑟福原子模型由於同經典電磁理論存在著尖銳矛盾而遇到很大障礙，沒有引起國內外同行們的重視。1913年玻爾把量子論用於原子，跟盧瑟福有核原子模型結合起來，使它發展成為盧瑟福——玻爾原子模型，迅速受到各國科學界的高度重視,大大提高了盧瑟福和玻爾的聲譽。從1898年發現鐳到1911年發現原子核和原子有核結構，從根本上變革了以往的原子論。原子有核結構的發現意味著原子物理學和核物理學的出現，也是現代結構化學即將誕生的前奏。
湯姆遜經過抽象思維提出了原子中存在著帶正電的微粒的觀點，由此提出了原子的“葡萄幹布丁”的模型。這是一個形象的模型，在模型提出的過程中,帶正、負電荷的微粒的表象在他頭腦中進行了組合,最後，得出他的觀點：正電荷與負電荷都是均勻分布的。湯姆遜指出，如果電子的數目很多,則來自均勻分布著的電子的軌道上的總輔射量是很小的。實驗事實證明，盡管電子軌道上的總輻射量很小，仍然有可能把原子毀滅，我們在放射性中看到的就是這樣一種結果。所以這個模型與實驗事實不符。於是盧瑟福對實驗事實作進一步的抽象思考，構想出新的原子模型，指明帶正電荷的原子核是處於一個空曠的原子結構的正中間,他的小太陽係原子模型比湯姆遜的“葡萄幹布丁”的原子模型,更真實地表現了原子核與電子之間的空間關係。但是，它又帶來了一個需要進一步解釋的新問題：既然圍繞原子核迅速旋轉的電子會輻射能量，且又受到帶正電荷的原子核的吸引，那麼它就必然會逐漸地靠近核，甚至掉在核中。可是事實並非如此，這又是為什麼呢？於是丹麥青年物理學家玻爾對盧瑟福的原子進行了量子化，也就是把電子限製在一些特定能量的軌道上運行，電子在這些軌道上不能輻射能量，不再遵守力學穩定性的通常要求,隻有當它躍遷到另一個軌道上才發射或吸收一定的能量。
我們分析從湯姆遜到盧瑟福提出的關於原子結構的模型的思維過程，發現，它主要包括以下幾個階段(相應的思維方法列在下麵）：
提出問題——實驗、觀察——分析、想象——結論——分析、檢驗(抽象思維）（形象思維X兩種思維結合X形象思維X抽象思維）
從原子核模型確立的實驗探究過程來看，在科學發現的過程中存在著形象思維與抽象思維之間的信息交流、轉換的反饋係統；形象思維接受了抽象思維提供的概念、數據、公式等信息，便浮想聯翩，產生相應的表象(模型\然後根據提出的模型設計實驗進行驗證；抽象思維接受了形象思維提供的表象信息，便更加富有活力，從而進一步去獲取新的概念、數據、公式。人的認識活動是從低級向高級發展的，每一個循環都向前推進到一個更高的層次，這個過程往複進行，使得人們最終認識到事物的本質。
學生在學習鐵及其化合物的知識的時候，最重要的知識點就是鐵的不同價態之間的轉化。其中有一個實驗，就是銅與氯化鐵溶液的反應，經常用到並容易被學生與其他反應搞混，因此，在此處補充一個試管實驗，讓學生觀察銅與氯化鐵的反應。用試管取少量氯化鐵溶液，向其中加入一束銅絲，放置一段時間後，要求學生觀察現象。
過幾分鍾後，溶液中出現了非常奇特的現象，黃色的溶液逐漸分層，上層變為黃綠色，而下層竟變為藍色。學生由實驗現象非常直觀地判斷出反應的產物：上層黃綠色的是氯化亞鐵溶液，下層藍色的是氯化銅溶液。這裏發生的反應為：
這個實驗雖然簡單,但這個反應體現了氧化還原反應的一個非常重要的規律：強氧化劑十強還原劑一弱還原劑弱氧化劑，其中強氧化劑被還原為弱還原劑，而強還原劑被氧化為弱氧化劑，兩種物質的氧化性和還原性相差越大，反應越容易發生。這個反應隻能正向進行，由反應進行的方向也可以判斷氧化劑、還原劑的相對強弱。通過這個實驗，我們知道氯化亞鐵也有較強的還原性，但它的還原性弱於鐵；氯化鐵和氯化銅都有氧化性，但三價鐵離子的氧化性強於銅離子。根據這個規律，可以將我們學過的很多氧化劑、還原劑的相對強弱進行比較。
我們在平時的課堂教學中，如何在化學實驗中培養觀察能力呢？
(四）在實驗中培養觀察能力
一般情況下的觀察,獲得的是對事物表麵的、非本質的認識，這時它屬於感知覺，是感性認識。我們所要討論的觀察，指的是對科學實驗、科學現象的觀察，當我們有計劃、有目的地進行觀察的時候，我們可以抓住事物的本質特征和規律性的聯係，這時的觀察不再是感性認識而屬於理性認識，這裏我們所說的觀察力是一種思維能力。在化學觀察活動中，需要進行分析、綜合、假設、比較、驗證、判斷、推理等活動，是“思維著的化學知覺”。培養觀察能力既要培養觀察方法、思維方法，又要培養觀察者具有良好的觀察品質。
在化學課堂教學中,用於訓練觀察能力的內容有很多。例如，物質的狀態、顏色、氣味、熔點、沸點、密度、溶解度、揮發性、酸堿性等通過實驗都是可以觀察到的，化學變化中物質的能量、質量、顏色變化、沉澱和氣體的生成也是可以觀察到的，還有教學的直觀輔助材料如圖表、模型等也可以觀察到。
觀察能力的培養首先要激發學生的興趣，興趣是產生動力的源泉。另外，觀察要細致，並且敢於質疑。在19世紀，年輕的德國化學家維勒在用氰與氨水作用合成氰酸銨時，意外地觀察到了一種白色的結晶物。他花了4年的時間，經過一係列的實驗，證明這種白色晶體竟然是尿素，由此提出了用人工的方法可以合成有機物的觀點，這與他的導師著名化學家貝采裏烏斯所主張的生命力論背道而馳。維勒經過細致地觀察和充分的實驗驗證，終於提出了自己的觀點，並且用無可辯駁的事實說服了所有反對的人。
觀察要有目的、有計劃、有係統地進行，在具體操作時可從以下幾方麵提出要求。
1觀察目的要明確
化學反應的現象紛繁複雜，有些實驗在實驗前要提醒學生觀察的要點，要求學生帶著問題去觀察。在觀察物質的物理性質時，應該注意的是物質的顏色、狀態、氣味、硬度、密度、熔沸點等等；在觀察實驗現象時，要注意觀察物質狀態的變化、顏色的變化、發光、放熱、發出的聲音等現象；觀察裝置時，要注意重要儀器的規格，儀器的空間位置，連接順序等。有些實驗是在瞬間完成的，要求學生集中注意力。例如，在觀察銅絲與硫的反應時，反應現象雖然很明顯，但是時間很短，隻發生在一瞬間，因此，必須在觀察之前提醒學生，注意觀察銅絲的變化。