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Consideraba que la materia estaba formada por pe- queñas partículas indivisibles, llamadas átomos. Entre los átomos habría vacío. Este modelo atómico junto con el de Aristóteles poseían la mayor cantidad de fallos ya que fueron los primeros en ser presentados.
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Era partidario de la teoría de los cuatro elementos, según la cual toda la materia estaría formada por la combinación de cuatro elementos: aire, agua, tierra y fuego. Este modelo atómico junto con el de Demócrito era el que más fallos contenía debido a que fueron presentados los primeros.
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Recuperó la teoría que propuso Demócrito sobre el átomo, añadiendo que el átomo era una partícula invisible. Con esta primera teoría científica, el modelo atómico permitió aclarar porque las sustancias químicas reaccionaban, aunque aún así el modelo tenía algunos fallos como el gran error de que simplemente era una masa sin ningún tipo de carga e invisible.
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Los experimentos realizados de la conducción de electricidad por lo gases dieron como resultado el descubrimiento del electrón. Este modelo atómico propuso que el átomo estaba compuesto por una bola de masa de carga positiva con electrones incrustados. Este pensamiento se descubrió que era erróneo gracias a que posteriormente se descubrió que los electrones no estaban incrustados en una masa de carga positiva.
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Realizó un modelo atómico gracias al experimento de las láminas de oro, donde algunas partículas alfa eran desviadas mientras que otras no. Com ello observó que si el modelo atómico de Thomson era cierto los rayos no se deberían desviar. Propone entonces un modelo atómico en el que existe un núcleo de carga positiva donde se encuentra casi toda la masa del átomo donde giran electrones. Pero resultó erróneo tras el descubrimiento de las órbitas.
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En consecuencia de su experimento del gas excitado eléctricamente frente a un prisma que refleja los colores, descubre que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas que, además de encontrarse en cierto orden poseen una cantidad concreta de electrones.
