La teoría atómico-molecular de la materia constituyó un modelo coherente muy adecuado para interpretar la estructura de las sustancias y las reacciones químicas, aunque, en seguida hubo que reconsiderar cada una de sus hipótesis y se plantearon nuevos interrogantes. Algunas cuestiones pendientes, son las siguientes:

¿Cómo se produce la combinación entre átomos para formar moléculas?, ¿Cómo se rompen estas combinaciones y se producen otras nuevas en una reacción química?. ¿Por qué se pueden formar y se forman unas sustancias y no otras?

Estas cuestiones inducen al estudio del enlace químico.

¿Como se compagina la electricidad de la materia con la estructura atómico-molecular?, ¿Como es que se emite radiación si los átomos son indivisibles e inmutables?

Estas y otras cuestiones ponen en tela de juicio la supuesta indivisibilidad e inmutabilidad de los átomos y pueden ser acicate para el estudio de la estructura interna del átomo.