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对多原子分子来说，分子比原子大。通俗点说，不同物质的分子和原子不能直接比较，因为不管是体积还是质量有的分子大于原子，有的原子大于分子。由于分子可以分裂成原子，而原子可以组成分子，这是分子和原子的重要区别。
分子结构
分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定，因为随着温度升高，分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状，固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在，势能面中这些构象之间的能垒较高。
原子结构
原子结构（也可称为原子模型）是指原子的组成以及部分的搭配和安排。原子非常小，以碳（C）原子为例，其直径约为140pm（皮米），但通常以半径记录，在以毫米（mm）为单位的情况下，直径为1.4X10^-7mm，是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的，这些电子绕着原子核的中心运动，就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。并且原子与宇宙任何黑色粒子相同。
原子核的最新研究表明,原子核中的质子或中子可能由内外两种平衡力构成的球型振动能量层。利用此原理可以利用不同大小的能量堆层构造出各种各样比较稳定的原子核。词条详细介绍了中性原子模型、实心带电球模型、枣糕模型、土星模型、太阳系模型、波尔模型、有核模型以及查德威克模型。