首先，原子的大小肯定是不一样的。其次，原子的大小取决于如何定义原子半径，这并非一个确切的物理量。
原子的组成分为原子核以及核外电子。原子核由质子和中子通过强核力结合在一起（组成质子和中子的夸克也是受到强核力的束缚），质子和中子数越多，原子核也就越大，这样原子核外的电子层数以及所容纳的电子数也会越多。那么，作为原子的最外围，电子的边界即为原子的边界。由于电子的范围要比原子核大得多，所以电子的边界范围大小就决定着原子的大小。
但问题是，原子核没有确切的边界，并且电子范围也不是固定的，微观世界与我们所熟知的宏观世界截然不同。电子并非以一个确定的轨道绕着原子核旋转，因为微观粒子遵循不确定性原理，其动量和位置是不能被同时确定的。
事实上，电子会以某一概率出现在原子核外围的某一空间中，这种概率分布被称为电子云。电子云密度越大的地方，出现电子的概率也就越高。由于电子之间会互相影响，导致电子云的形状各异，有最简单的球形，还有花瓣形和哑铃形等不同形状。
理论上，电子云可以无限延伸，只是电子出现在距离原子核很远的地方，概率会很低。因此，电子云其实无法表明原子究竟有多大。但为了方便研究，一般把电子总出现概率为90%至95%的空间范围视作原子大小。
据此定义，原子的大小一般在3×10^-11米至3×10^-10米之间。在元素周期表中，同一主族元素的原子序数越大，原子尺寸越大。同一周期主族元素的原子序数越大，原子尺寸越小。
此外，通过上述描述可知，原子的实际形状不是球形，而是与电子云形状有关。
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