В дидактической статье Виктор Вайскопф оценил размер молекул в жидкости по измерениям их поверхностного натяжения и теплоты парообразования. Если атомы чрезвычайно малы, то только небольшая их часть будет на поверхности, поэтому поверхностное натяжение будет малым по сравнению с теплотой парообразования. Если они больше, поверхностное натяжение станет более значительным.
В частности, он считает, что молекула в теле жидкости имеет шесть связей с соседями, а молекула на поверхности — пять. Кипение состоит в разрыве всех существующих связей, а движение к поверхности состоит в разрыве только одной связи для каждого поверхностного атома. При этом Вайскопф получает хорошие оценки (в пределах 10%) размеров молекул/атомов CCL4, Ne и Ar. Для воды его оценка слишком мала примерно в два раза, потому что молекулы воды полярны и могут перестраиваться на поверхности, чтобы минимизировать энергию, что приводит к меньшему поверхностному натяжению и меньшей оценке размера молекулы.
Однако он утверждает, что для Hg, Mg, Fe и Cd оценка атомного размера оказывается завышенной примерно в три раза, что означает либо поверхностное натяжение аномально высокое, либо теплоту парообразования аномально низкую. Он говорит, что не знает, почему это так, но я не нашел ответа, объясняющего это, опубликованного в журнале.
Почему оценка для этих металлов неверна и почему она дает слишком большой, а не слишком маленький размер атома? (Это не терпит неудачу для всех металлов.)
ссылка на статью (за платным доступом) http://ajp.aapt.org/resource/1/ajpias/v53/i1/p19_s1
Похоже, что следующая статья может быть актуальной: Fluid Phase Equilibria 283 (2009) 89–92. Автор предлагает некоторую модель, которая, кажется, хорошо подходит для многих элементов. Для Fe и Cd данных нет, совпадение выглядит хорошим для Hg и удовлетворительным для Mg.