人类对物质结构的认识是永无止境的，物质是由元素构成的，那么，元素又是由什么构成的呢？1803年，道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。
原子学说的主要内容有三点：
（1）一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成，这种微粒称为原子；
（2）同一种元素的原子的性质和质量都相同，不同元素的原子的性质和质量不同；
（3）一定数目的两种不同元素化合以后，便形成化合物。
原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿弗加德罗又于1811年提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为，许多物质往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在，例如氧气是由两个氧原子组成的氧分子，而化合物实际上都是分子。从此以后，化学由宏观进入到微观的层次，使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。
19世纪末，物理学上出现了三大发现，即X射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。
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