Como ya han dicho Inna, Zhun-Yong y Steve, los átomos no tienen límites bien definidos. Iré más allá y argumentaré que no hay átomos de carbono en un cristal de diamante. A medida que los átomos de carbono se unen para formar el cristal, los 4 electrones externos se extraen de cada átomo para formar una red tetraédrica de enlaces covalentes. Los electrones en estos enlaces no pertenecen a núcleos de carbono individuales. Están deslocalizados. Es más útil pensar en el cristal de diamante como una red de iones de carbono +4 y una red de enlaces infinitamente interconectados.
El cristal de diamante contiene núcleos de carbono, los neutrones y protones en los centros de los átomos de carbono originales. Los núcleos son muy pequeños. Y los electrones del núcleo interno (1s) permanecen muy cerca de sus núcleos. Los núcleos de los orbitales electrónicos son bastante esféricos. Sus límites externos no son nítidos: solo se describen mediante funciones de distribución de probabilidad de mecánica cuántica. Los núcleos y los electrones centrales forman los iones de carbono.
Con todas estas advertencias , hay (al menos) dos enfoques para responder la pregunta “volumen ocupado por”
- ¿Sería posible disminuir el espacio entre los núcleos atómicos de un átomo y los electrones a su alrededor? ¿Si es así, cómo? Si no, ¿por qué?
- Si las partículas de un átomo se dispusieran en una red, ¿habría dos átomos que pudieran compartir una forma común?
- ¿Los electrones interactúan con las fuerzas fuertes y débiles? ¿Los quarks interactúan con las fuerzas EM? ¿Explica esto la estructura del átomo?
- Si aislaras un solo átomo en un vacío perfecto, ¿todavía vibraría o se dispararía en una dirección aleatoria sin nada que rebotar?
- ¿Por qué los átomos tienen energía de punto cero?
- Use los radios iónicos cristalinos de Shannon (0.30 angstoms para el carbono; vea el artículo de Wikipedia Radio iónico). para dar un volumen iónico de 0.113 Angstroms cúbicos. Esto es mucho menor que el volumen de la celda unidad cúbica (3.567 angstomas en un lado).
- El significado más probable es el factor de empaquetamiento atómico de la red de diamantes (ver el artículo Wiki, Diamante cúbico) definido al colocar esferas duras del mismo tamaño y sin superponerse en cada sitio nuclear. Esto da esferas (no realmente átomos de carbono) que llenan aproximadamente el 34% de la estructura cristalina. La mayoría de las personas que hacen esta pregunta probablemente estén buscando esta respuesta.
