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Werner Heinsberg

Werner Karl Heisenberg (Wurzburgo, 5 de diciembre de 1901-Múnich, 1 de febrero de 1976) fue un físico teórico alemán. Es conocido sobre todo por formular el principio de incertidumbre, una contribución fundamental al desarrollo de la teoría cuántica

EL modelo atómico de Heinberg

indica que no es posible conocer con certeza ni la posición ni el momento lineal de un electrón. El mismo principio aplica para las variables tiempo y energía; es decir, si tenemos un indicio sobre la posición del electrón, desconoceremos el momento lineal del electrón, y viceversa.

En marzo de 1927 publico su obra sobre el contenido perceptiva de la cinemática y la mecánica teóricas cuánticas, donde detallo el principio de la incertidumbre o indeterminación

Se caracteriza por

El principio surgió como la explicación que complementaba las nuevas teorías atómicas sobre el comportamiento de los electrones

Por la variable de la incertidumbre al analizar dos variables relacionadas, si se tiene un conocimiento acertado de una de ellas, entonces la incertidumbre sobre el valor el otro valor es cada vez mayor

El momento lineal y la poscision de una partícula subatómica no se puede medir al mismo tiempo

La relación entre ambas variables es dada por una inecuacion

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Pruebas Experimentales

El principio surge como la única explicion posible a as pruebas experimentales que tuvieron lugar durante las primeras tres décadas el siglo XXI

Antes de que anunciara el principio, los preceptos vigentes para entonces sugerían que las partículas subatomicas se defendían operacional mente, como si se tratase de física clásica. Cada vez que se realizaba una prueba del estilo resultaba imposible obtener en la medición el valor estimado de forma teórica

Limitaciones

No establece una ecuación única para explicar la aleterioridad de este tipo de fenómenos aparte de que la relación establecida por una inecuacion incluye que las posibilidades para el producto de dos variables canónicas sea indeterminado

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Albert Einstein  Albert Einstein nace de una familia judía en Ulm, Alemania  (1879-1955). Albert fue un niño solitario que no empezó a hablar hasta los tres años incluso sus padres llegaron a plantarse la idea de que el niño sufriera alguna incapacidad intelectual sin embargo resulto ser una persona my brillante, uno de los cientificos más reconocidos. Einstein fue quien desarrollo la teoría de la relatividad, en 1921 obtuvo el premio novel de física  por sus explicaciones sobre el efecto fotoeléctrico  y su descubrimiento del movimiento brownian.Modelo de Einstein o solido de Einstein  es un modelo de sustancia solida basado en dos suposiciones o	Cada átomo en la red es un oscilador armónico cuántico tridimensional independiente o	Todos los átomos oscilan de manera diferenteEs importante porque nos ayuda a calcular el calor especifico de un solido cristalino sometido a altas presciones donde el efecto de la alto presión se simula usando el oscilador armónico confinado o	Calcula la capacidad calorífica de los solios o	Simula la presión ejercida por la materia circulante en una molécula por medio de una superficie potencial impenetrable Estas oscilaciones son independientes, es muy exacta. Estas oscilaciones son ondas sonicas o fonones.Eintein propuso su teoria porque era una demostración clara que la mecánica cuántica podia resolver el problema del calor específico de la mecánica clásica La teoría original posee gran relevancia histórica ya que le dio explicación a la capacidad calórica de los sólidos tal como le predecía la ley empírica de Doulong y Petit el cual justificaba el calor de los sólidos fuera independiente a la temperatura. Sim embargo en la experimentación a bajas y altas temperaturas la capacidad calórica mostraba una variación. En el modelo de Einstein el calor especifico tiende a cero en forma exponencial a bajas temperaturas, esto se debe a que todas las scilaciones tienen una frecuencia común.

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Albert Einstein  Albert Einstein nace de una familia judía en Ulm, Alemania  (1879-1955). Albert fue un niño solitario que no empezó a hablar hasta los tres años incluso sus padres llegaron a plantarse la idea de que el niño sufriera alguna incapacidad intelectual sin embargo resulto ser una persona my brillante, uno de los cientificos más reconocidos. Einstein fue quien desarrollo la teoría de la relatividad, en 1921 obtuvo el premio novel de física  por sus explicaciones sobre el efecto fotoeléctrico  y su descubrimiento del movimiento brownian.Modelo de Einstein o solido de Einstein  es un modelo de sustancia solida basado en dos suposiciones o	Cada átomo en la red es un oscilador armónico cuántico tridimensional independiente o	Todos los átomos oscilan de manera diferenteEs importante porque nos ayuda a calcular el calor especifico de un solido cristalino sometido a altas presciones donde el efecto de la alto presión se simula usando el oscilador armónico confinado o	Calcula la capacidad calorífica de los solios o	Simula la presión ejercida por la materia circulante en una molécula por medio de una superficie potencial impenetrable Estas oscilaciones son independientes, es muy exacta. Estas oscilaciones son ondas sonicas o fonones.Eintein propuso su teoria porque era una demostración clara que la mecánica cuántica podia resolver el problema del calor específico de la mecánica clásica La teoría original posee gran relevancia histórica ya que le dio explicación a la capacidad calórica de los sólidos tal como le predecía la ley empírica de Doulong y Petit el cual justificaba el calor de los sólidos fuera independiente a la temperatura. Sim embargo en la experimentación a bajas y altas temperaturas la capacidad calórica mostraba una variación. En el modelo de Einstein el calor especifico tiende a cero en forma exponencial a bajas temperaturas, esto se debe a que todas las scilaciones tienen una frecuencia común.

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Erwin Schrödinger:

Erwin Schrödinger nació en 1887, era físico el cual ganó premios nobel por sus modelos.  Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg en 1920 desarrollaron una teoría en la cual unificaba la dualidad onda-partícula de la luz. Ambos desarrollaron esta teoría independientemente, sin embargo, en los resultados se expuso que los dos enfoques que se le dieron a la teoría eran similares, aunque estas fueron realizadas diferentes. Esta tuvo un gran éxito debido a que se complementó con el modelo atómico de Niels Bohr, además de poder obtener muchos fenómenos como lo eran las radiaciones del cuerpo negro hasta las interacciones entre los átomos, moléculas y estructura atómica. En concreto esta teoría se caracterizó por relacionarse con el arreglo de instancias pequeñas, por ejemplo, la luz, átomos y moléculas. Asimismo, lo anterior cumple con el principio de correspondencia, es decir, abarcar los fenómenos macroscópicos. La teoría cuántica debería predecir su comportamiento, como lo establecido en las leyes de Newton.

La teoría incluye una relación entre la longitud de onda y la cantidad de movimiento, pero la amplitud y su comportamiento es definida por la función de onda, por lo que se refiere a una función del tiempo y posición, esto representa al campo de onda de materia. De igual modo, la ecuación de Schrödinger explica el comportamiento de las entidades subatómicas como los electrones; y se interpreta como la probabilidad de encontrar un electrón en un espacio o lado determinado, por lo que se considera como una función densidad pirobalística, esto quiere decir que tiene la posibilidad de hallar la entidad subatómica por unidad de volumen. Por otra parte, esta ecuación se pudo explicar en el átomo de hidrógeno, ya que predice los niveles energéticos discretos permisibles, asociados con los números cuánticos o discretos. Además, otros de los números cuántico orbitales se logran asociar con un angular del electrón, mientras tanto los cuánticos magnéticos trabajan con la dirección de momento angular, por lo que su discretizacióncuántica se conoce como la cuantización espacial. (Páez., et al, 2004)

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En su experimento se basó en la hipótesis de Broglie, así como en el modelo antes mencionado de Bohr, además en el de Sommerfeld. La hipótesis de Broglie dice que las ondas igual tiene propiedades de las partículas y las partículas tienen propiedades de las ondas, dando resultado a una onda asociada. Sin embargo, Erwin se planteaba de qué era esa onda de la que se hablaba, de esta forma escribió su propia expresión matemática apoyándose en el experimento de Young. Su expresión matemática establecía se diferenciaba por lo que ocurre dependiendo si el estado cuántico cambia con el tiempo o no, por lo que implica que la onda no se mueve. La ecuación independiente de Erwin se emplea cuando el observable que representa la energía total del sistema, conocida como un operador Hamiltoniano, y esta no depende del tiempo. En cambio, la función que describe al movimiento ondulatorio total siempre dependerá del tiempo. Su fórmula establece que E es una constante de proporcionalidad, Ψ es una función de onda del sistema cuántico y Η ̂ esoperador Hamiltoniano.

En conclusión, su teoría estuvo muy caracterizada por describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias, asimismo, sus electrones se mueven constantemente, es decir, no son fijos y por último, su modelo no predice la ubicación del electrón, tampoco describe la ruta que esrealizada dentro del átomo por lo contrario sólo establece una zona de probabilidad para ubicar al electrón. (Torres, 2021)

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Niels Bohr

Bohr nació el 7 de octubre de 1885 en Copenhague, Dinamarca. Estudió en las universidades inglesas de Cambridge y Manchester, tuvo algunos profesores como J.J Thomson y E. Rutherford los cuales eran dos grandes científicos que investigan sobre el átomo, en los que más tarde Niels se iba a inspirar para su modelo atómico. Por lo que más tarde Bohr fue nombrado profesor asistente en la universidad de su ciudad natal, donde funda el Instituto de Física Teórica. Desde su laboratorio continúa los trabajos iniciados en Manchester. (Valles, 2013)

Bohr adoptó el modelo atómico de Rutherford después de hacer algunas investigaciones. En 1912 presentó su primer proyecto sobre la cuantización de su modelo atómico. Guiado de esta forma propuso un núcleo formado por una partícula positiva, girando alrededor de ella un electrón, esto fue planteado para el átomo de hidrógeno. Lo anterior hace referencia al sol con el núcleo y a los planetas representando a los electrones. (Levada et al.,2013)

Por ende, el modelo de Bohr es caracterizado por tener una explicación de los experimentos de Rutherford con las partículas alfa, además de su estructura, puntualiza la estabilidad paradójica que se presenta en el modelo de Rutherford, de esta forma descartó el modelo de Thomson, ya que si intento era explicar las propiedades de la materia. (Páez, et al, 2004)

En su primer postulado aclara cómo los electrones de los átomos, sólo pueden encontrarse en determinados orbitales para que al momento de angular sea un múltiplo entero de h/2ð, siendo h la constante de Plank, es decir, el electrón no puede adquirir cualquier velocidad u orbita, asimismo, solo puede estar relacionadas con aquellas que cumplan sus mismas velocidades, formulando que n siempre es número positivo. Al hacer la ecuación se debe despejar el valor del radio; para facilitar el raciocinio se omite la constante 1/4πεo. Por otra parte, cada electrón de cada orbita tiene un número distinto de energía, esto quiere decir que cuando el electrón está lejos su energía es nula y cuando está más cerca es aún más negativa. En su segundo postulado publicado en 1913, explicó que el electrón no irradia energía cuando está en un orbital; y la emite cuando pasa de un estado más elevada de energía o uno más bajo. Esto es igual a la radiación emitida. De acuerdo a Niels en postulado si un electrón salta de un orbital superior a uno inferior, libera una energíasemejante a la diferencia de energía entre esos dos orbitales, puesto que es válida su hipótesis de decir que un electrón de nivel inferior puede pasar a uno superior de energía cuando se somete a una

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radiación. (Levada et al.,2013)

Así mismo su descubrimiento demostró que tanto los electrones como la electrodinámica clásica, que contiene masa muy pequeña, no siguen las leyes de la dinámica newtoriana. La mecánica cuántica es la que explica el comportamiento durante sus movimientos, sin embargo, para los cuerpos con más masa es más complejo utilizar el modelo cuántico, por esta razón Bohr publica en el 2013 los resultados obtenidos que corrigieron el modelo de Rutherford, no obstante, el modelo de átomos de Niels sólo está de acuerdo con la realidad para el átomo de hidrógeno y cationes hidrogenoides como He+ y Li2+, mas no cuando su número de electrones es mayor, esto limitó mucho sus investigaciones. (Valles, 2013

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Max Planck

Físico alemán. Dotado de una extraordinaria capacidad para disciplinas tan dispares como las artes, las ciencias y las letras, se decantó finalmente por las ciencias puras, y siguió estudios de física en las universidades de Munich y Berlín; en ésta tuvo como profesores a Hermann von Helmholtz y a Gustav Kirchhoff.

En 1900 Planck formuló que la energía se radia en unidades pequeñas separadas que llamamos cuantos. De ahí surge el nombre teoría cuántica.

Avanzando en el desarrollo de esta teoría, descubrió una constante de naturaleza universal que se conoce como la constante de Planck. La ley de Planck establece que la energía de cada cuanto es igual a la frecuencia de la radiación multiplicada por la constante universal.

Características de la teoría cuántica de Max Planck.

o   Demostró que la luz y la radiación no emiten continuamente en una cantidad constante de toda la materia.

o   Planck sugirió que luz y radiación eran emitidas y absorbidas en distintas cantidades por diversas partículas subatómicas en toda la materia.Estos hallazgos se basaron en la observación cuidadosa de la radiación del cuerpo negro.

o

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La cantidad de energía E propia de un quantum de radiación de frecuencia f se obtiene mediante la relación de Planck: E = h x f, siendo h la constante universal de Planck = 6’62 x 10 (expo-34) (unidades de “acción”).

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Modelo atómico de Rutherford

Ernest Rutherford (1871-1937) nació el 30 de agosto de 1871 en Nueva Zelanda y murió el 19 de octubre de 1937 en Inglaterra.

Despúes del modelo de Thomson dos ayudantes de Rutherford realizaron en 1909 un estudio ¨el experimento de la hoja de oro¨, el cual demostró que el modelo de Thomson era erróneo ya que mostraron que el átomo tenía una estructura con una fuerte carga positiva.

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Este experimento, diseñado y supervisado por Rutherford, condujo a conclusiones que terminaron en el modelo atómico de Rutherford presentado en 1911.

El experimento consistía en bombardear con partículas alfa una lamina delgada de oro de 100 nm de espesor. Las partículas alfa eran iones, o sea átomos sin electrones por lo que solamente tenían protones y neutrones y en consecuencia una carga positiva. Si el modelo de Thomson era correcto, las partículas alfa atravesarían los átomos de oro en línea recta.

Principios básicos del modelo atómico de Rutherford.

o   Las partículas con carga positiva se encuentran en un volumen muy pequeño comparado con el tamaño del átomo.

o   La mayor parte de la masa del átomo se encuentra en ese pequeño volumen central. Rutherford no lo llamó “núcleo” en sus papales iniciales, pero lo hizo a partir de 1912.

o   Los electrones con carga eléctrica negativa, giran alrededor del núcleo.

o   Los electrones giran a altas velocidades alrededor del núcleo y en trayectorias circulares a las que llamó órbitas.

o   Tanto los electrones cargados negativamente como el núcleo con carga positiva se mantienen unidos por una fuerza de atracción electrostática.

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Joseph ThomsonFísico británico. Hijo de un librero, Joseph John Thomson estudió en el Owens Collegey más tarde en la Universidad de Manchester y en el Trinity College de Cambridge. Se graduó en matemáticas en 1880, ocupó la cátedra Cavendish y, posteriormente, fue nombrado director del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.En el año 1900 existían varios experimentos que garantizaban la existencia de electrones en los átomos, al igual se sabía que los átomos son neutros. Como la masa de un electrón es muy pequeña comparada con el átomo, esto propone que la mayor parte de la masa está relacionada con la carga positiva.Con estos resultados, J.J. Thomson planteo un modelo atómico que proponía que los electrones estaban incrustados en el interior de una esfera uniforme de carga eléctricamente positiva. Estos electrones estarían distribuidos uniformemente debido a la repulsión mutua que sufrían entre ellos. En una situación estable, estos electrones se mantendrían en reposo. A este modelo se le denominó “pastel de pasas”. Para llegar a esta conclusión realizó una serie de experimentos.En el Primer Experimento de Thomson, el científico investigó si las cargas negativas de los rayos catódicos podrían ser separadas en un medio magnético. Para realizar este experimento, Thomson construyó un tubo de rayos catódicos en cuyos extremos colocó dos ranuras que a su vez fueron conectadas a un electrómetro. Características del modelo atómico de Thomson.o	1 Un átomo se asemeja a una esfera con materia de carga positiva y con electrones (partículas cargadas negativamente) presentes dentro de la esfera.o	2. La carga positiva y negativa es igual en magnitud y, por lo tanto, un átomo no tiene carga en su conjunto y es eléctricamente neutro.o	Para tener átomos con carga neutra, los electrones deberían estar inmersos en una sustancia con carga positiva.o	Aunque no era parte explícita del modelo, este modelo no tenía núcleo atómico.

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Joseph ThomsonFísico británico. Hijo de un librero, Joseph John Thomson estudió en el Owens Collegey más tarde en la Universidad de Manchester y en el Trinity College de Cambridge. Se graduó en matemáticas en 1880, ocupó la cátedra Cavendish y, posteriormente, fue nombrado director del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.En el año 1900 existían varios experimentos que garantizaban la existencia de electrones en los átomos, al igual se sabía que los átomos son neutros. Como la masa de un electrón es muy pequeña comparada con el átomo, esto propone que la mayor parte de la masa está relacionada con la carga positiva.Con estos resultados, J.J. Thomson planteo un modelo atómico que proponía que los electrones estaban incrustados en el interior de una esfera uniforme de carga eléctricamente positiva. Estos electrones estarían distribuidos uniformemente debido a la repulsión mutua que sufrían entre ellos. En una situación estable, estos electrones se mantendrían en reposo. A este modelo se le denominó “pastel de pasas”. Para llegar a esta conclusión realizó una serie de experimentos.En el Primer Experimento de Thomson, el científico investigó si las cargas negativas de los rayos catódicos podrían ser separadas en un medio magnético. Para realizar este experimento, Thomson construyó un tubo de rayos catódicos en cuyos extremos colocó dos ranuras que a su vez fueron conectadas a un electrómetro. Características del modelo atómico de Thomson.o	1 Un átomo se asemeja a una esfera con materia de carga positiva y con electrones (partículas cargadas negativamente) presentes dentro de la esfera.o	2. La carga positiva y negativa es igual en magnitud y, por lo tanto, un átomo no tiene carga en su conjunto y es eléctricamente neutro.o	Para tener átomos con carga neutra, los electrones deberían estar inmersos en una sustancia con carga positiva.o	Aunque no era parte explícita del modelo, este modelo no tenía núcleo atómico.

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Louis De BroglieLouis De Broglie Físico francés nacido en una familia noble, nacido un 15 de agosto 1892 en Paris y falleció un 19 de marzo de 1987, galardonado con un Premio Nobel de Física por su descubrimiento de la naturaleza ondulatoria del electrón, aparte de su hipótesis llamada hipótesis de Broglie.El modelo atómico expuesto por el físico Louis De Broglie, explica y habla sobre la dualidad onda-partícula de los electrones, sentando las bases de la mecánica ondulatoria. Esta teoría se fundamenta en la propuesta de Einstein que habla sobre las propiedades ondulatorias de la luz; Broglie también explico el movimiento de los electrones alrededor del núcleo atómico.Para empezar con el modelo atómico de Broglie hay que resaltar que este partió del principio de que los electrones tienen una naturaleza dual entre onda y partícula, parecido a la luz. Algunas características que Broglie indicó:o	La energía total del fotón y por ende, la energía total del electrón, resulta en producto de la frecuencia de la onda y la constante de Plank.o	Las órbitas de los electrones son limitados y solo pueden ser múltiplos de números enteroso	El momento lineal del fotón y del electrón, es inversamente proporcional a la longitud de la onda y por ello ambas magnitudes se relacionan a través de la constante mencionada en el primer punto (Plank).               

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Louis De BroglieLouis De Broglie Físico francés nacido en una familia noble, nacido un 15 de agosto 1892 en Paris y falleció un 19 de marzo de 1987, galardonado con un Premio Nobel de Física por su descubrimiento de la naturaleza ondulatoria del electrón, aparte de su hipótesis llamada hipótesis de Broglie.El modelo atómico expuesto por el físico Louis De Broglie, explica y habla sobre la dualidad onda-partícula de los electrones, sentando las bases de la mecánica ondulatoria. Esta teoría se fundamenta en la propuesta de Einstein que habla sobre las propiedades ondulatorias de la luz; Broglie también explico el movimiento de los electrones alrededor del núcleo atómico.Para empezar con el modelo atómico de Broglie hay que resaltar que este partió del principio de que los electrones tienen una naturaleza dual entre onda y partícula, parecido a la luz. Algunas características que Broglie indicó:o	La energía total del fotón y por ende, la energía total del electrón, resulta en producto de la frecuencia de la onda y la constante de Plank.o	Las órbitas de los electrones son limitados y solo pueden ser múltiplos de números enteroso	El momento lineal del fotón y del electrón, es inversamente proporcional a la longitud de la onda y por ello ambas magnitudes se relacionan a través de la constante mencionada en el primer punto (Plank).               

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Demócrito y Leucipo

Leucipo fue un filósofo griego presocrático, maestro de Demócrito y fundador del atomismo.

Demócrito fue un griego discípulo de Leucipo, un filósofo, matemático y polímata, que vivió del 460-370 a. C. fundador del atomismo, que será recordado por su concepción atomista de un universo compuesto únicamente por átomos y vacío.

Esta teoría atómica, explica que el mundo material debía estar formado de pequeñas partículas indivisibles a las que llamaron átomos, que significa “indivisible”. Leucipo sostenía que había un sólo tipo de materia y pensaba que, si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, obtendríamos un trozo que no se podría cortar más. Para explicar esto Demócrito utilizo una piedra, en la que si se cortaba por la mitad se obtendrían dos piezas de la misma piedra y si se repetía la operación continuamente, se llegaba a una pieza dentro de la piedra que ya no se podía cortar

Algunos principios fundamentales de este Modelo o teoría atómica son:

o   Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles.

o   Los átomos se diferencian en su forma y tamaño.

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Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

(Leucipo y Demócrito)

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Teoría atómica de Dalton

John Dalton:

Fue un naturalista, químico, matemático y meteorólogo británico. Entre sus trabajos más destacados están: El modelo atómico, su tabla de pesos relativos de los elementos. También es reconocido por haber descrito el daltonismo.

La teoría de Dalton explica varias leyes de combinación química ya conocida en su tiempo, entre ellas la Ley de la composición constante, en la que, en un compuesto dado, son constantes los números relativos y los tipos de átomos; y la ley de la conservación de la masa, la cual dice que la masa total de los materiales presentes, después de una reacción, es la misma que la masa total antes de la reacción. Con esto explica hechos conocidos y predice nuevos eventos, a su vez Dalton también utilizo su teoría para deducir la Ley de las proporciones múltiples, en la que, si dos elementos sean A y B se combinan para formar más de un compuesto, las masas de B que se pueden combinar con una masa de A están en la razón de pequeños números enteros.

La teoría atómica de Dalton se basó o apoyo en cuatro principales postulados presentados a continuación:

Cada elemento está formado por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.

Todos los átomos de un elemento dado son idénticos entre sí, pero los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de otros elementos.

Los átomos de un elemento no se pueden transformar en átomos de otros elementos mediante reacciones químicas, los átomos no se crean ni se destruyen en reacciones químicas.

Los compuestos se forman cuando los átomos de más de un elemento se combinan; un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo y tipo de átomos