Могут ли атомы менять свою структуру?

Могут.

принципиально они всё равно остаются атомами: ядро в центре, электронные орбитали вокруг...

они постоянно меняют.

Необходимо вначале дать определение, что понимается под структурой.
Структура подразумевает несколько частей, из которых ваш атом состоит.
Это нейтроны, протоны и электроны. И ещё в структуру должны входить некоторые функциональные связи, которые и обеспечивают атому его стабильные свойства. Атом это не просто кучка беспорядочно насыпанных частиц.
Частицы взаимодействуют вполне упорядоченно и в некотором смысле предсказуемо.
Рассмотрим сам процесс "атом меняет структуру" - ведь что то должно произойти.
Вот если бы шли в кафе поменять свою структуру, то была бы необходима мотивация.
Ничто не происходит без причины. Какова же причина у атомов, не имеющих своей воли, неспособных выбирать?
В том-то и дело, что причина - внешняя. Столкновения с другими высокоэнергетическими частицами.
.
Дальнодействующие поля не могут разорвать атом, они действуют на его части одинаково.
Но электрическое поле электрона и протона на дистанции молекулярного взаимодействия, хотя и не изменяет свойств ядра, но влияет на поведение электронов. Электрон атома при этом может образовать связь с другим атомом.
Сочтёте ли это за изменение структуры?
При столкновении с быстрыми частицами или при высокой температуре атом может быть ионизован, а в состоянии плазмы - вообще потерять электроны.
Это явное нарушение структуры атома. Но это не значит, что сам атом меняет структуру.
Его структуру меняет энергия.

там всё слишком однообразно