Модель Томсона о строении атома считается несостоятельной, потому что она не укладывалась в совокупность экспериментальных данных по атомным спектрам. 2 Например, для некоторых химических элементов были подобраны формулы, хорошо описывающие их спектры, но эти формулы из модели Томсона никак не следовали. 2
Также модель Томсона не смогла объяснить дискретный характер спектров атомов, испускание атомами рентгеновского и гамма-излучений, а также то, что определяет размеры атома. 4
Кроме того, она вступила в противоречие с экспериментами по изучению распределения положительного заряда в атоме. 4
В 1911 году ученик Томсона, английский физик Эрнест Резерфорд, опроверг модель Томсона, показав, что распределение положительных и отрицательных частиц было неравномерным: положительный заряд был сосредоточен в малом объёме — атомном ядре. 15