Atomlar haqidagi gipotezaga (Atomic hypothesis) ko‘ra, barcha narsalar “atom” deb ataladigan kichik, fundamental birliklardan tashkil topgan. Atomlar — doimiy harakat (perpetual motion) holatida bo‘ladigan juda mayda zarralar bo‘lib, zarrachalar orasidagi masofaga (inter-particle distance) qarab bir-birini tortishi (attract) yoki itarishi (repel) mumkin. Dalton o‘z tadqiqotlarida atom moddarning eng kichik birligi ekanini va uni bundan ortiq bo‘lib bo‘lmasligini (cannot be divided any further) taklif qilgan.
U o‘zining atom nazariyasi yordamida elementlar birikib birikma (compound) hosil qilganda, aniq nisbatlar qonuni (laws of definite proportions) va ko‘p martalik nisbatlar qonuni (laws of multiple proportions)ni tushuntirib bergan. Daltonning atom nazariyasiga ko‘ra, har qanday birikmada tarkibiy qismlarining massalari doimiy (o‘zgarmas) nisbatda bo‘ladi; agar ikki element birikib birikma hosil qilsa, u holda elementlardan birining ma’lum (qat’iy) massasiga nisbatan boshqa element massalari kichik butun sonlar (small integers) nisbatida bo‘ladi. Shuningdek, uning nazariyasiga ko‘ra, bir element atomlari o‘zaro aynan bir xil (identical), ammo boshqa element atomlaridan farq qiladi; har bir elementning bir necha atomi birikib birikmaning molekulasini hosil qiladi.
Shunga o‘xshash xulosalar Gay-Lyussak (Gay Lussac) ismli olim tomonidan gaz molekulalarini o‘rganish jarayonida ham ilgari surilgan. U shuni taklif qilganki, gazlar kimyoviy yo‘l bilan birikib boshqa gazni hosil qilganda, ularning hajmlari (volumes) kichik butun sonlar nisbatida bo‘ladi. Biz Avogadro qonunidan (Avogadro’s Law) bilamizki, bir xil harorat va bosimda barcha gazlarning teng hajmlarida molekulalar soni ham bir xil bo‘ladi. Demak, Avogadro qonuni va Daltonning atom nazariyasini birlashtirsak, Gay-Lyussak qonunini (Gay Lussac’s Law) tushuntirishimiz mumkin.
Hozir ko‘p hollarda elementlar molekulalar ko‘rinishida uchrashini ko‘ramiz. Shu sababli, Daltonning atom nazariyasini moddaning molekulyar nazariyasi (molecular theory of matter) deb ham atash mumkin.
Biroq keyinchalik, 19th asrda ko‘plab olimlar Daltonning atom nazariyasidagi ayrim xulosalar noto‘g‘ri ekanini isbotladilar; eng muhim masala — “atom moddaning eng kichik birligi” degan fikr edi. Elektronlar, protonlar va neytronlarning kashf etilishi atomlar ushbu uchta birlikdan turli nisbatlarda tashkil topishini ko‘rsatdi. Shuningdek, elektron mikroskop (electron microscope) va skanerlovchi tunnelli mikroskop (scanning tunneling microscope) ixtiro qilinishi orqali buni ko‘rish (vizualizatsiya) ham mumkin bo‘ldi. Atomlar yakka, bo‘linmas birlik emasligi, balki moddaning elementar birliklari (elementary units) ekani isbotlandi. Atomlar yadro (nucleus) va elektronlardan iborat bo‘lib, yadro esa protonlar va neytronlardan tashkil topadi. Keyingi topilmalar shuni ko‘rsatadiki, protonlar va neytronlar ham yanada bo‘linadi: ular kvarklar (quarks) deb ataladigan kichikroq birliklardan iborat. Hatto kvarklarni tashkil etuvchi bundan ham kichikroq birliklar mavjud bo‘lishi mumkin, degan taxminni ham qilishimiz mumkin. Biz moddaning struna nazariyasi (String theory) bo‘yicha olib borilayotgan tadqiqotlardan ham xabardormiz: unga ko‘ra, elementar “ipga o‘xshash” (string-like) mavjudot (entity) — ya’ni elementar strunalar mavjudligi taklif qilinmoqda.
