Очень важным для дальнейшего развития учения о строении атома было открытие явления радиоактивности. Французский ученый А. Беккерель обнаружил, что соединения урана являются источником излучения, которое действует на фотографическую пластинку, ионизирует воздух, проникает через непрозрачные тела.
Исследования Беккереля продолжили М. Склодовская-Кюри и П. Кюри. Эти ученые открыли в урановой руде 2 новых элемента — радий и полоний, обладающие высокой активностью излучения. Способность к излучению была обнаружена также у тория, актиния и ряда других элементов.
Это свойство получило название радиоактивности. Было доказано, что интенсивность излучения пропорциональна количеству радиоактивного элемента независимо от того, входит ли он в состав соединений или находится в виде простого вещества. Следовательно, радиоактивность является общим свойством атомов элементов.
Исследование лучей радия показало, что они имеют сложный характер. В электрическом и магнитном полях пучок лучей радия расщепляется на 3 пучка, которые были названы — α, — β и —γ лучами. α -лучи в электрическом поле отклоняются от прямолинейного направления движения в сторону отрицательно заряженной пластинки.
Оказалось, что они представляют собой поток положительно заряженных частиц, вылетающих из атома со скоростью около 20 тыс. км/с. Масса каждой такой частицы равна 4 а.е.м., а положительный заряд вдвое больше заряда электрона. α-частицы, следовательно, являются ионами гелия, несущими заряд +2.
β-лучи отклоняются в направлении положительно заряженной пластинки. Было установлено, что β-лучи представляют собой поток электронов, имеющих скорость от 100 тыс. до 300 тыс. км/с. Как α-, так и β-лучи легко поглощаются различными материалами.
γ-лучи, как и рентгеновские, не изменяют своего направления ни в электрическом, ни в магнитном поле. Подобно видимому свету и рентгеновским лучам, γ-лучи являются электромагнитными волнами очень малой длины. Поэтому они легко проникают через различные материалы.
Обстоятельное изучение свойств радия показало, что во время радиоактивного излучения он распадается, образуя 2 новых элемента: гелий и радон. Происходит превращение атомов одного элемента в атомы других элементов. Таким образом ионизация жидкостей и газов и особенно явление радиоактивности убедительно доказывают, что атомы не являются неделимыми, а состоят из более простых частиц.