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Propuso que la materia estaba compuesta por partículas indivisibles llamadas átomos. Fue una idea filosófica, sin evidencia experimental.
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Planteó la primera teoría atómica científica: los átomos eran esferas sólidas, indivisibles, y los elementos se componían de átomos idénticos.
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Descubrió el electrón usando tubos de rayos catódicos. Propuso el modelo del pudín de pasas, donde los electrones (negativos) estaban incrustados en una esfera positiva
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Mediante el experimento de la lámina de oro, descubrió el núcleo atómico, denso y positivo, con electrones girando a su alrededor
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Refinó el modelo de Rutherford proponiendo que los electrones se movían en órbitas fijas, con niveles de energía específicos.
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Introdujo el modelo mecánico cuántico del átomo, donde los electrones se describen como nubes de probabilidad, no trayectorias fijas.
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Descubrió el neutrón, completando la visión moderna del átomo con protones, neutrones en el núcleo y electrones en la nube electrónica.