Thomas-Fermijev model atoma [tɔ'məs fe'rmi~] (po Llewellynu Hillethu Thomasu i Enricu Fermiju koji su ga razvili 1927. kako bi prikazali raspodjelu elektrona u atomu), statistički model na osnovama kvantnomehaničke teorije atoma i nuklearne fizike, koji opisuje elektrostatski potencijal i približnu gustoću razdiobe elektrona u atomu s obzirom na središte jezgre bez opisa pojedinačnih elektrona. Model je u skladu s eksperimentalnim podatcima za teške kemijske elemente, a napose pridonosi važnim korekcijama, poput parametara tzv. hiperfine strukture u atomskim prijelazima, dijamagnetske korekcije, pa do ionizacijskoga (ekscitacijskoga) potencijala atoma. Elektrostatski potencijal U(r) na udaljenosti r od središta jezgre približno je opisan relacijom:
U(r) = Ze²/r e−r/a , gdje je a = ħ²/m0e² · 1/Z1/3 = aH/Z1/3 ,
u kojoj su redom: ћ reducirana Planckova konstanta, m0 i e masa i električni naboj elektrona, Z atomski broj, aH polumjer teorijske prve staze vodikova atoma u Bohrovu modelu (→ bohr, niels). Veličina a polumjer je sfere koja obuhvaća dio atomskih elektrona, tj. teorijski izračunan polumjer atomskog elektronskog oblaka koji »zasjenjuje« jezgru (tzv. screening). Ionizacijski potencijal I dobro je opisan linearnom relacijom I ≅ k ∙ Z, gdje je Z atomski broj teškog atoma, a k empirijska konstanta različita za svaki atom. Taj model atoma ne opisuje energijske razine i spin, nije pogodan za lake kemijske elemente, jer nema dovoljno elektrona za statističko usrednjavanje (npr. razdiobe elektrona, potencijalne energije), te nije moguće odrediti teorijski polumjer zasjenjenja.
