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Según el filósofo griego, si una sustancia pura se corta en partes cada vez más pequeñas, finalmente se obtiene una parte mínima que ya no puede dividirse. A esta parte mínima se le llamó átomo.
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Enseñaba que toda materia estaba formada por distintas combinaciones de cuatro elementos: tierra, aire, fuego y agua.
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Explicó exitosamente las reacciones químicas proponiendo que toda la materia está formada por átomos. Sin embargo, no contaba con con pruebas convincentes de tal existencia.
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La teoría atómica explica con facilidad el movimiento browniano si se parte de la hipótesis inicial de que los átomos de cualquier sustancia están en movimiento continuo.
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Examinó el movimiento browniano y pudo calcular a partir de datos experimentales el tamaño y la masa aproximados de los átomos y moléculas. Sus cálculos demostraron que el diámetro de átomo común es cercano a 10 x 10-10.
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Destacó la importancia de los átomos al afirmar: ''Todas las cosas están formadas por átomos, pequeñas partículas animadas en movimiento perpetuo, que se atraen entre sí cuando están un poco alejadas, pero que se repelen al acercarse entre sí.''