A primeira discussão gravada sobre a estrutura básica da matéria vem de antigos filósofos Gregos. Leucippus e Democritus argumentaram que toda a matéria era composta por partículas pequenas e finitas que denominavam de atomos, que significa “indivisível”. Mais tarde, Aristóteles e outros chegaram à conclusão de que a matéria consistia em várias combinações dos quatro “elementos” — fogo, terra, ar e água — e poderia ser infinitamente dividida. Curiosamente, estes filósofos pensavam em átomos e “elementos” como conceitos filosóficos, mas aparentemente nunca consideraram realizar experiências para testar as suas ideias. 

A visão Aristotélica da composição da matéria manteve influência por mais de dois mil anos até que o cientista Inglês John Dalton revolucionou a química com a sua hipótese de que o comportamento da matéria poderia ser explicado usando uma teoria atómica. Publicadas pela primeira vez em 1807, muitas das hipóteses de Dalton sobre as características microscópicas da matéria ainda são válidas na teoria atómica moderna. 

Aqui estão os postulados da teoria atómica de Dalton:

1. A matéria é composta por partículas extremamente pequenas chamadas átomos. Um átomo é a menor unidade de um elemento que pode participar de uma mudança química.
2. Um elemento consiste em apenas um tipo de átomo, que tem uma massa que é característica do elemento e é a mesma para todos os átomos desse elemento. Uma amostra macroscópica de um elemento contém um número incrivelmente grande de átomos, todos com propriedades químicas idênticas.
3. Os átomos de um elemento diferem nas propriedades dos átomos de todos os outros elementos.
4. Um composto consiste em átomos de dois ou mais elementos combinados em uma pequena proporção de número inteiro. Em um determinado composto, os números de átomos de cada um dos seus elementos estão sempre presentes na mesma proporção
5. Os átomos não são criados nem destruídos durante uma alteração química, mas são rearranjados para produzir substâncias diferentes das presentes antes da alteração.

Dalton usou três leis de reações químicas como base para a sua teoria: (1) A Lei da Conservação da Massa, (2) A Lei das Proporções Definidas, e (3) A Lei das Proporções Múltiplas. A teoria atómica de Dalton fornece uma explicação microscópica das várias propriedades macroscópicas da matéria. 

A lei da conservação da massa foi descoberta pelo químico Francês, Antoine Lavoisier. Ela afirma que os átomos não são nem criados nem destruídos durante uma alteração química; a massa total de matéria presente quando a matéria muda de um tipo para outro permanece constante.

Dalton também sabia dos experiências do químico Francês Joseph Proust, que demonstrou que todas as amostras de um composto puro contêm os mesmos elementos na mesma proporção por massa. Esta afirmação é conhecida como a lei das proporções definidas ou a lei da composição constante. A sugestão de que o número de átomos dos elementos em um determinado composto existe sempre na mesma proporção é consistente com essas observações. 

Dalton também usou dados de Proust, assim como resultados das suas próprias experiências, para formular outra lei interessante. A lei das proporções múltiplas afirma que quando dois elementos reagem para formar mais de um composto, uma massa fixa de um elemento reagirá com massas dos outros elementos em uma proporção de números pequenos e inteiros.

A teoria de Dalton forneceu uma estrutura que foi mais tarde expandida para demonstrar que o átomo é composto por partículas subatómicas e que átomos do mesmo elemento podem diferir em massa, conhecidos como isótopos.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 2.1: Early Ideas in Atomic Theory.