原子尺寸计算方法

㈠ 一纳米内能有几亿原子 原子的尺寸与什么有关 在一纳米内能有几个原子

差不多只有几个原子...
原子的尺寸是实验计算和观测得到的...
纳米（符号为nm）是长度单位,原称毫微米,就是10^-9米（10亿分之一米）,即10^-6毫米（100万分之一毫米）.如同厘米、分米和米一样,是长度的度量单位.
相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小.

㈡ 碳原子的直径大小体积大小

理化特性

总体特性

元素名称：碳

元素符号：C

元素类型：非金属

元素原子量：12．01

质子数：6

中子数：7

原子序数：6

所属周期：2

所属族数：IVA

电子层分布：2－4

密度、硬度 2267 kg/m3、

0.5 (石墨)

10.0 (钻石)

颜色和外表 黑色（石墨）

无色（钻石）

地壳含量 无数据

原子属性

原子量 12.0107 原子量单位

原子半径（计算值） 70（67）pm

共价半径 77 pm

范德华半径 170 pm

电子构型 [氦]2s22p2

电子在每能级的排布 2，4

氧化价（氧化物） 4，2（弱酸性）

晶体结构 六方（石墨）

立方（钻石）

物理属性

物质状态 固态（反磁性）

熔点 3773 K（3500 °C）

沸点 5100 K（4827 °C）

摩尔体积 5.29×10-6m3/mol

汽化热 355.8 kJ/mol（升华）

熔化热 无数据（升华）

蒸气压 0 帕

声速 18350 m/s

其他性质

电负性 2.55（鲍林标度）

比热 710 J/(kg·K)

电导率 0.061×10-6/(米欧姆)

热导率 129 W/(m·K)

第一电离能 1086.5 kJ/mol

第二电离能 2352.6 kJ/mol

第三电离能 4620.5 kJ/mol

第四电离能 6222.7 kJ/mol

第五电离能 37831 kJ/mol

第六电离能 47277.0 kJ/mol

最稳定的同位素

同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量

MeV 衰变产物

12C 98.9 % 稳定

13C 1.1 % 稳定

14C 微量 5730年 β衰变 0.156 14N

㈢ 原子直径如何知道

原子并没有一个精确定义的最外层，只有当两个原子形成化学键后，通过测量两个原子核间的距离，才能够得到原子半径的一个近似值。影响原子半径的因素很多，包括在元素周期表上的位置，化学键的类型，周围的原子数（配位数）以及自旋。在元素周期表中，原子的半径变化的大体趋势是自上而下增加，而从左至右减少。因此，最小的原子是氦，半径为32pm；最大的原子是铯，半径为225pm。因为这样的尺寸远远小于可见光的波长（约400-700nm），所以不能够通过光学显微镜来观测它们。然而，使用扫描隧道显微镜我们能够观察到单个原子。这里可以用一些实例来演示原子究竟有多小。一根人的头发的宽度大约是一百万个原子。一滴水则大约有二十米（2×1021）个氧原子以及两倍的氢原子。一克拉钻石重量为2×10-7kg，含有约100垓个碳原子。 如果苹果被放大到地球的大小，那么苹果中的原子大约就有原来苹果那么大了。原子半径在同一元素周期内从左到右递减，在同一族内从上到下递增。造成这种现在的部分原因是电子的分布不是完全自由的。原子内部的电子按照电子层排列，每个电子层只能容纳固定数量的电子。元素周期表的每一个新的周期和一个新的电子层对应，离原子核也越来越远。原子核的电荷是另一个和原子半径相关的重要因素，随着原子序数Z的增加，原子核电荷增加。原子核的电荷是正的，吸引负电子。在一个元素周期内，原子核的电荷增加，而新增加的电子在同一层里，导致电子层的半径减小，从而影响到原子半径的减小。遮蔽效应也是重要因素。内层电荷对外层电荷的排斥力，将外层电荷“向外推”。原子半径的主要三个因素可以总结如下：因素原理随……而增加倾向效果电子层量子力学－原子半径↑同一族的原子半径从向上而下增加核电荷原子核质子对电荷的吸引力原子序数原子半径↓同一周期的原子半径从向左而右减少遮蔽效应内层电荷对外层电荷的排斥力电子层数目原子半径↑减弱第二个因素

㈣ 原子的直径是如何算出来的

计算一下特定物质原子的总数与占有的体积，相除而得。
实际上，对于原子的空间分配，纯属通过外部测量而去做的推测，不可能如同观察宏观物体一样。用宏观的视角来描述微观世界（这里的微观不是指显微镜能观测到的那个尺度，而是更小），是很不确切的。

㈤ 原子的大小是怎么确定下来的

原子半径随着原子序数（Z）的递增而发生周期性变化。在短周期中，原子核对外层电子的吸引作用随着原子序数的递增而相应增强，产生收缩效应，使原子半径逐渐减小。在长周期中，d区元素的原子半径减小较慢，甚至由于“镧系收缩”现象，同一副族的第五和第六周期过渡元素的原子半径近乎相等。同一主族元素，自上而下由于电子层数增多，原子半径明显趋于增大。
原子半径大小与以下两个方面有关
电子层数 核内质子数
（核内质子数=核电荷数）
电子层数越多 原子半径就越大
核内质子多 那么原子核质量就大 对电子的束缚能力就强 原子半径反而越小
比较统一周期的原子半径大小 就看核内质子朱
比较用一族元素 就看电子层数
如果两种元素的周期和族都不同 那么主要考虑电子层数 与最外层电子数一般没有关系
如果将原子假设成一个球体的话， 标准原子的直径大约为10<SUP>-8 </SUP>厘米。

㈥ 分子，原子的大小，是如何计算出来的，难不成是量的

是测量的，显微镜，不过不是平常的，而是是电子显微镜。

㈦ 有哪些因素影响原子半径的大小如何计算

影响因素是电子数和质子数，电子数越少，质子数越多，原子越小。另外同族的元素总是下面的大。
无法直接计算，原子半径大部分是通过分子中两原子核距离等于原子半径和推算出来的。

㈧ 原子的大小和离子半径

原子是一个具有一定的空间作用范围的实体。矿物和化合物晶体是由大量微观物质单位(如原子、离子、分子等)按一定规则有序排列并达到能量平衡的产物。晶体化学早期曾提出,原子是刚性球体以及离子半径R、r的概念。在地球化学研究中,把离子看成是有一定的大小、离子半径具加合性的认识比较成功地说明了以离子状态为主和以离子键结合的体系(离子晶体、熔浆、水溶液)中元素的行为和习性。如晶体中原子的最紧密堆积原理、配位多面体结构、离子间类质同象现象以及胶体对离子的吸附规律等。随着研究的深入,地球化学家认识到,原子的大小并不是一成不变的“刚性球体”,随化学键性、价态、配位模型,以及环境的温度压力等条件的变化,原子和离子的形状和半径相应的也有改变。因此划分出离子半径、共价半径、金属半径,以及分子半径等,构成了一个复杂的半径体系。总之,同一元素的原子和离子半径并不是一个固定值,它们是原子和离子在化合物中电子云的作用范围。本节重点介绍由Shannon et al.(1969,1976)提出的离子半径体系。

(一)离子半径的确定方法

离子半径来自氧化物和氟化物 (即离子晶体)构成的阴、阳离子格架中原子之间的实测距离。常用一套配位数为6 (八面体配位)的O^2-的离子半径等于1.40Å,假定离子半径具有加和性的实测方法。Shannon (1976 )修改和更新了由 Shannon et al. (1969 )搜集的离子半径值,同时采纳了部分取自Ahrens (1952)的值,表2-6 列出了他给出的六次配位离子的离子半径值。虽然离子半径随着配位数而发生改变,但在以比较为目的来考虑作为离子本征性质的六次配位离子半径方案仍然是有用的。

表2-6 六次配位离子的离子半径 单位:Å

续表

A:Shannon (1976)采用的 Ahrens (1952)给出的数值或与 Shannon值在±0.01 范围内相吻合;P:Pauling(1960);a:引自Yuan-Hui Li (2000)中图 1-13的内插值;L—低自旋;H—高自旋;表中更多的未标明出处的离子半径数据引自Dean (1985)。 (据Yuan-Hui Li,2000)

具有相同电子构型的阳离子的半径 (Shannon的六次配位,1976)随着同周期阳离子电荷的增加而系统降低,这可以通过随电荷数增加造成的电子壳层的收缩给予解释。具有相同电荷A型和B型阳离子的半径随主量子数n的增加而增大,这是由于新亚层的增加所致。具有相同电荷和低自旋构型过渡金属阳离子的半径最初随最外电子层d亚层电子数目的增加而减小,而当d亚层电子增加到5 或6 后则稳定增大。另外,高自旋阳离子的半径总是大于低自旋阳离子的半径。与此形成鲜明对比,当最外f亚电子层电子数目增加时,具有相同电荷的镧系和锕系阳离子的半径稳定减小。这一现象常被称作镧系或锕系收缩 (lanthanide or actinide contractions)。很明显,加入一个电子到电子壳层和一个质子到镧系和锕系原子核的净效应是电子壳层的微小收缩。镧系收缩的重要结果就是第二和第三系列过渡金属的离子半径变得相近。因此,Y-Lu、Zr-Hf、Nb-Ta、Mo-W、Ru-Os、Rh-Ir、Pd-Pt和Ag-Au元素对会经常显现出令人惊奇的相似地球化学行为。

(二)离子半径变化规律

尽管各学者目前所给出的半径表数据不同,但各种元素的原子和离子半径的总体变化规律是一致的:

1)同一周期内随原子序数增大,元素的离子半径减小。因为原子序数增大时有效电荷增大,核的正电荷对核外电子引力增强使离子半径缩小。

2)同一族内从上向下随原子的电子层增加,离子半径增大。

3)在周期表的左上方到右下方的对角线上,离子半径相近或相等,称作对角线规则。

4)镧系元素 (稀土元素 REE)的离子半径从 La³⁺的1.03Å逐步变小到 Lu³⁺的0.86Å,称为“镧系压缩”。因为从La到Lu的15个元素中新增加的电子都充填在从外往里数第三电子层中。“镧系压缩”导致稀土元素因化学性质和离子半径相近而紧密共生,同时还影响到镧系之后的第Ⅴ、Ⅵ两周期同族元素的离子半径相似或相等。

5)同一元素阳离子的离子半径小于原子半径,随正电荷的增加离子半径减小;阴离子半径大于原子半径,随负电荷增加离子半径增大。因此同一元素阴离子的半径比阳离子的半径大得多。如:

=0.29Å,

=1.04Å,

=1.84Å;

=0.78Å;

=0.65Å;

=0.83Å,

=0.53Å等。

6)一般阴离子半径在1.30～2.0Å之间,总体上大于阳离子的半径(0.1～1.65Å)。因此,晶体化学认为,离子晶体可视为球形阴离子的最紧密堆积,其中的空隙为阳离子所占据,阴、阳离子之间相互接触的基本晶体结构模型。

自洽场理论提出:“晶体结构可以看成是构成化合物的原子在性质和质点半径大小互相匹配 (自洽)的直接结果。”因此,在自然化合物中原子和离子的半径是一种独立的基本性质参数,它从化合物结晶的结构和几何关系上制约其稳定性。

(三)矿物的配位结构与几何稳定性

1.配位数

配位数 (Coordination Number,CN)是指原子 (金属晶体)或离子 (离子晶体)周围紧邻的原子或异号离子数。

离子晶体的配位数CN取决于阴、阳离子半径比率,在离子型晶体中只有当阴阳离子相互紧密接触时,晶体才是稳定的。在不同构型的离子晶体中,要使阴、阳离子稳定接触,其半径比值必须满足表达式 (2-5)中所列的条件。常见阳离子在氧离子的最紧密堆积晶格中的配位数见表2-7。它从几何稳定性上控制化合物的结构和性质,也决定晶体的外部形态。如NaCl和PbS都是6次配位,为正立方晶体;CsCl 是12次配位,结构和晶形与NaCl完全不同。

表2-7 常见阳离子在氧离子的最紧密堆积晶格中的配位数

2.配位法则

在有序结构中相互化合的离子、原子以至原子团严格按一定规则排列,构成晶体结构中基本的 14 种空间格子,适用于所有矿物和化合物的几何模型。考查组成各种晶体的结构单位配位多面体,可以有助于认识晶体排列中离子的行为。

只有符合表2-7所列阴阳离子比例范围的多面体结构才是最稳定的结构,如[CO₄ ]^4-、[SiO₃ ]^2-、[PO₃ ]^-等结构是不稳定的。在阴阳离子构成的多面体中,当按离子间半径比率构成的多面体结构符合配位法则时,则该化合物多面体及其晶体格架是稳定的,但阴阳离子的电荷总数可能不平衡,便形成带有一定电荷的离子团,即为水溶液中稳定存在的络离子。因此,含氧酸类络阴离子及矿物晶格中多面体的配位数和电荷数通式为

地球化学

式中:Z_com、Z_cen分别为络离子和中心阳离子的电荷数;CN为络离子中心阳离子的配位数。

Shannon还提出阴离子配位数的计算方法,设化合物类型为

。其中:P、Q、Y为各离子的配位数;p、q、y为系数。如镁橄榄石分子式可写成:

,则根据电中性原理,O^2-的配位数为

地球化学

代入已知值得:Y=(2×6+4)/4=4。

3.离子的极化作用

当化学键具有极性时,要考虑极化对晶体配位结构的影响。在外电场作用下,原子或离子电子云的大小或形状发生变化的现象称为极化。当原子或离子的极化性增强时,将引起离子键向共价键过渡和配位数减小,同时半径减小和化合物溶解度降低,有些化合物的挥发性也会因此增大。如在AgCl 晶体中,Ag+Cl 的理论半径和应为3.33Å,但实测为2.99Å,就是极化导致离子半径减小的例子。

㈨ 原子比头发丝还细100万倍，如何才能单个原子的大小

小小的原子是物质的基本组成单位，地球上几乎所有的物质都是由原子组成。原子非常小，比人类的头发还要细100多万倍。那么，物理学家是如何“量出”原子的大小呢？

原子的结构

原子虽小，但它们还有内部结构，并非最基本的粒子。原子由带正电的原子核和带负电的电子构成，原子核则由带正电的质子和不带电的中子构成。不过，氕原子核，也就是氢-1原子核，是个例外，这种原子核只有质子，没有中子。

㈩ 物质的量中怎样计算原子，电子，分子，质子

1个物质的量即为 1mol ，n个物质的量为n mol。

阿伏伽德罗常数NA=6.02×10^23 mol-1.粒子数N=n*NA

在1mol Na2CO3中，有粒子Na2CO3 1 mol，6.02×10^23 个。而钠原子2mol，12.04×10^23 个；碳原子1mol，6.02×10^23 个；氧原子18.06×10^23个。

水化学式是H2O，他由2个H原子1个氧原子组成，H2O是水的分子式，H原子里有1个质子，没有中子，氧原子是由8个质子和8个中子组成。

H2O电离成HO-（氢氧根离子）和H+（氢离子），电子带负电，失去电子化合价升高，得到电子化合价降低。本身单质的氢气化合价为0，在水中失去电子化合价+1价，氧分子单质为0，在水中得到2电子为-2价。

(10)原子尺寸计算方法扩展阅读：

原子在分子中的成键情形与空间排列：分子结构对物质的物理与化学性质有决定性的关系。最简单的分子是氢分子，1克氢气包含1023个以上的氢分子。一个水分子中2个氢原子都连接到一个中心氧原子上，所成键角是105.3°。

分子中原子的空间关系不是固定的，除了分子本身在气体和液体中的平动外，分子结构中的各部分也都处于连续的运动中。因此分子结构与温度有关。分子所处的状态（固态、液态、气态、溶解在溶液中或吸附在表面上）不同，分子的精确尺寸也不同。