El modelo lógico es el modelado de datos basado en el paradigma relacional, basado en la teoría de conjuntos y lógica de predicados. El trabajo fundacional de este tema,
"The Entity Relationship Model - Toward A Unified View of Data", fue publicado por Peter Chen en 1976, y sobre esa base se desarrollan los diagramas relacionales, que estás confundiendo con "normalización".
Los diagramas son una representación grafica de ese modelo, donde sólo se determinan entidades, atributos y relaciones, pero a un nivel de abstracción bastante elevado.
Tal es la abstracción que al momento de su desarrollo muchas entidades en realidad no pueden ser tomadas literalmente como tablas únicas, e incluso ciertas relaciones no serán FK en el modelo físico de tablas, sino tablas físicas.
Con esto quiero que quede claro que el modelado lógico sólo nos muestra el despliegue de entidades y relaciones de los datos un sistema que se analiza, pero no representa bajo ningún concepto un esquema de tablas.
Una vez desarrollado el modelo lógico o DER lógico, se debe proceder a hacer una transformación a un modelo físico o despliegue de tablas. Es en esta etapa donde algunas relaciones se transforman en tablas, e incluso pueden aparecer relaciones no desplegadas en el modelo lógico.
Recién luego del primer modelado físico se está en condiciones de intentar una normalización.
La normalización es una etapa que sólo aplica a bases de datos y tablas físicas, y no se puede desarrollar en el modelo lógico porque aún no se han determinado allí la totalidad de los componentes físicos de la base.
La normalización de bases de datos es un proceso consistente en la aplicación de ciertas reglas a fin de:
1) Evitar la redundancia de los datos.
2) Evitar inconsistencias de los datos en las tablas.
3) Proteger la integridad referencial de los datos.
En consecuencia, cuando hablas de modelado lógico estás hablando de algo completamente diferente a normalización.
¿Quedó claro?