原子

由此可见，1纳米大约有10个原子的长度，1um大约有10000个原子的长度。

量子力学建立之后，人们对原子结构的认识是核内质子加中子，核外电子分为不同的层级和能级，每个能级最多放两个电子，原子的大小就是电子云的大小。

大于纳米团簇（尺寸在1-100nm）的固态颗粒称为（狭义）纳米颗粒（Nanoparticle），通常由大量原子组成，表现出连续的尺寸依赖性物理性质，如表面能、磁性和光学特性。

大分子（Macromolecule）由大量原子或较小分子等重复的结构单元通过共价键连接而成，又称高分子或高聚物，由德国化学家赫尔曼·施陶丁格（HermannStaudinger）于1920年首次提出，专指超过1000个原子组成的化合物。

小分子通常是指相对较小的化合物，通常由几个到几十个原子组成，长度约为几个纳米。

物理学研究从分子束的单原子研究和电子显微镜两个方向向纳米科学合拢，进入到最后的物理学。

固体分子间作用力很强，分子只能在某个平衡位置附近做小幅的热振动，不能自由移动，分子间距离的约为0.1纳米（注意氢原子直径为0.08纳米，可以穿越固体）。

气体分子间相互作用力较小，对分子的束缚能力很小，因此分子间距离很大，大约为1纳米（大于原子的直径）。

平均而言，原子的直径大约为100皮米，0.1纳米（10^-10米）。

固体分子间作用力很强，分子只能在某个平衡位置附近做小幅的热振动，不能自由移动，分子间距离的约为0.1纳米（注意氢原子直径为0.08纳米，可以穿越固体）；

原子构成物质的基本作用力是量子力（又称电子轨道力）、电磁力和重力。

比行星还小的物质（从气体到小行星），处于接近绝对零度的低温中，以单分子单原子形式存在的为气态。

当原子序数继续增加，电子层级增加，原子就会突然变大，在同一层级内，随着原子序数增加，原子继续变小。

随着原子序数的增加，静电吸引力会将电子云吸引向原子核，电子云变小，原子变小。

例如，人体红细胞单个细胞约有80亿个原子，而小肠上皮细胞每个膜道（membranechannel）的离子通道可能有大约16,394个原子左右。

现在，分子束外延技术成为原子级制造的主要技术，分子束外延（MBE）是一种在超高真空条件下，通过原子或分子束逐层生长单晶薄膜的精密外延技术，可实现原子层级的厚度和组分控制。

与此相对的尺度（大于原子尺度）的物理自然而然为宏观物理。

从此，微观物理横空出世，微观物理的英文词为microphysics，没有scopic，所以原意是微物理，不是微观物理，主要是原子尺度以小的particle的性质研究，注意这个particle在这个语境中翻译成中文是粒子(微观粒子)。

原子尺度以上的particle则被翻译成颗粒。

原子的尺度和微（观）物理

至此（1930年代），物理学的尺度从宏观向微观方向进入到0.1微米尺度，从微观向宏观方向进入到原子尺度（0.1纳米），0.1纳米-100纳米之间的尺度称为纳观nanoscopic，在单一维度上大约为1-1000个原子，这一尺度的颗粒为纳米颗粒，这一尺度上的研究为纳米科学。

原子的大小为直径0.08纳米到1纳米之间。

埃米的名称起源于1868年，那时候还不知道原子的大小。

宇宙中的原子数量

尺度效应scaleeffect是指物质（同一要素）简单叠加，随着尺度（体积、质量）的增加，各种作用力的强弱情势发生变化，导致物质呈现不同的特点。

作用力随原子（分子）简单叠加发生的情势变化宇宙中的原子并不是独立存在，而是通过电磁力吸引结合成分子，并进一步形成气体、液体和固体物质，随着体积的增加，重力开始占据主导，使得天体变为球体，变成行星。

宇宙中的原子并不是独立存在，而是通过电磁力吸引结合成分子，并进一步形成气体、液体和固体物质，

原子的电子轨道中有不同数目的电子，当两个原子距离非常接近时，原子外层轨道电子在相邻原子的轨道之间进行重组，形成较强的结合力（电子轨道力），形成化合物，即（狭义的分子，多原子分子）。

广义分子（单原子分子和多原子分子）间的作用力是电磁力，即正电和负电之间同性相斥、异性相吸的力（主要是范德华力）。

因此，人们把团簇看成是介于原子、分子与宏观固体物质之间的物质结构的新层次，是各种物质由原子分子向大块物质（bulkmatter,bulkmass）转变的过渡状态。

团簇的空间尺度是几埃至几百埃的范围，用无机分子来描述显得太小，用小块固体描述又显得太大，许多性质既不同于单个原子分子，又不同于固体和液体，也不能用两者性质的简单线性外延或内插得到。

分子间的作用力（主要是范德华力）使得分子（含单原子分子）堆叠堆积形成物质，分子堆积后造成的分子间距是由分子间作用力决定的。

分子间的作用力（主要是范德华力）使得分子（含单原子分子）堆叠堆积形成物质，分子堆积后造成的分子间距是由分子间作用力决定的。

当原子序数继续增加，电子层级增加，原子就会突然变大，在同一层级内，随着原子序数增加，原子继续变小。

随着原子序数的增加，静电吸引力会将电子云吸引向原子核，电子云变小，原子变小。

1981年，格尔德·宾宁（GerdBinnig）和海因里希·罗雷尔（HeinrichRohrer）发明了研究纳米的重要工具——扫描隧道显微镜（scanningtunnelingmicroscope,STM），为我们揭示了一个可见的原子、分子世界，对纳米技术发展产生了积极促进作用，1986年Binnig和Rohrer也因此被授予诺贝尔物理学奖；

原子构成物质的基本作用力是量子力（又称电子轨道力）、电磁力和重力。

分子间的作用力（主要是范德华力）使得分子（含单原子分子）堆叠堆积形成物质，分子堆积后造成的分子间距是由分子间作用力决定的。

在这种尺度下，分子仍可存在而不会因自身引力坍缩，因为碳原子间的共价键远强于引力作用。

广义分子（单原子分子和多原子分子）间的作用力是电磁力，即正电和负电之间同性相斥、异性相吸的力（主要是范德华力）。