第三节不相容原理
第三章 原子结构与结合键
一、原子结构的量子理论
表3-1 各电子壳层及亚壳层的电子状态
第二节 结合键的类型 一、金属键
二、离子键
三、共价键 四、分子键 五、氢键 六、混合键
四、分子键
图3-3 聚氯乙烯内部结合键
五、氢键
图3-������ 4 冰中水分子排列与氢键a)每一个氧原子以氢键与其他水分子中的两个氢原子相连接 b)冰的六方对称性
一、 结合键的本质
图3-������
6 原子间结合力性质的模拟
二、结合键的性质与材料性能 1.力学性能 结合键类型对材料的弹性模量影响较为明显。
2.物理性能 材料的密度与结合键的类型也有关。
六、混合键
表3-2 元素的电负性
六、混合键
表3-3 某些陶瓷化合物中混合键的相对比例
第三节 材料的结合键与性能 一、 结合键的本质
二、结合键的性质与材料性能
第三节 材料的结合键与性能
图3-5 原子间作用力与位能 a)作用力 b)位能与原子间距的关系
一、 结合键的本质
表3-������ 4 不同材料的键能和熔点
第三章 原子结构与结合键 第一节 原 子 结 构
第二节 结合键的类型
第三节 材料的结合键与性能
第一节 原 子 结 构 一、原子结构的量子理论
二、元素周期表
一、原子结构的量子理论 (1)泡利不相容原理 一个原子轨道最多只能容纳2个电子，且
两个电子自旋方向必须相反。
(2)能量最低原理 在不违背泡利不相容原理的条件下，电子优 先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量最低。 (3)洪德定则 在能级相等的轨道上，电子尽可能分占不同的轨 道，且电子自旋平行。
泡利不相容定律(3篇)
第1篇一、引言在微观世界的探索中，科学家们发现了一系列神奇的现象。
其中，泡利不相容定律是量子力学中一个非常重要的原理，它揭示了微观粒子之间的一种特殊关系。
本文将详细阐述泡利不相容定律的内涵、起源、应用以及在我国科研领域的重要性。
二、泡利不相容定律的内涵泡利不相容定律，又称为泡利原理，是奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利于1925年提出的。
该定律指出：在同一个原子中，不可能有两个电子的四个量子数完全相同。
这四个量子数分别是主量子数（n）、角量子数（l）、磁量子数（m）和自旋量子数（s）。
1. 主量子数（n）：表示电子所处的能级，取值为正整数（1、2、3...）。
2. 角量子数（l）：表示电子在原子轨道中的角动量大小，取值范围为0到n-1。
3. 磁量子数（m）：表示电子在特定角动量状态下的磁矩方向，取值范围为-l到l。
4. 自旋量子数（s）：表示电子自旋的取向，取值为+1/2或-1/2。
泡利不相容定律意味着，在同一个原子中，两个电子的四个量子数不能同时取相同值。
这保证了电子在原子中的稳定分布，为原子的化学性质提供了基础。
三、泡利不相容定律的起源泡利不相容定律的发现源于对原子结构的探索。
在20世纪初，科学家们发现，通过改变原子核的电荷数，可以产生不同元素。
然而，当时的原子模型无法解释元素周期表中的周期性规律。
泡利在研究电子在原子中的分布时，发现了这一神奇的现象，并提出了泡利不相容定律。
四、泡利不相容定律的应用泡利不相容定律在物理学、化学、材料科学等领域具有广泛的应用。
1. 物理学：泡利不相容定律是量子力学的基本原理之一，为研究原子、分子、固体等微观世界的性质提供了理论基础。
2. 化学：泡利不相容定律解释了元素周期表中元素的周期性规律，为化学元素的研究提供了重要依据。
3. 材料科学：泡利不相容定律在研究材料电子结构、导电性等方面具有重要意义。
五、泡利不相容定律在我国科研领域的重要性泡利不相容定律作为量子力学的基本原理之一，在我国科研领域具有重要地位。
pauli不相容原理(一)
pauli不相容原理(一)Pauli不相容原理原理介绍•Pauli不相容原理是指同一系统中两个或多个费米子不能处于完全相同的状态。
•费米子指的是具有半整数自旋的粒子，如电子、质子等。
•此原理是量子力学中的重要原理，是导致元素周期表和化学反应等现象的根源。
实际应用•元素周期表中每个元素的化学性质都与其电子数相关，而电子数的限制正是由Pauli不相容原理导致的。
•化学反应中电子的配对、原子轨道的填充等都受到此原理的制约，直接影响反应的成败和产物的稳定性。
相关实验•1932年，费米和狄拉克通过银原子的光谱测量，验证了Pauli不相容原理。
•后来的实验发现，即使是具有不同自旋的费米子，也不能处于完全相同的状态，即“自旋不相容原理”。
应用展望•Pauli不相容原理广泛应用于物理学、化学、材料科学等领域。
•它为元素周期表的发现和化学反应的解释提供了基础。
•在实验室中，利用此原理可实现精确的制备和控制，有望在新材料、量子计算等方面得到应用。
结论•Pauli不相容原理揭示了自然界中粒子之间的相对排斥规律，推动了现代物理学的发展。
•其实际应用广泛，对科学研究和技术创新具有重要意义。
相关争议神经网络中的争议近年来，在神经网络领域的发展中，一些科学家提出了“Pauli不相容原理存在疑问”的观点，认为神经网络中的输入节点可以有多个同时处于激活状态，不存在类似电子的互斥关系。
外星生命中的应用有一种外星生命形式称为费米子树，它们也是费米子，是否会受到Pauli不相容原理影响？•目前来看，尚无确凿证据表明外星生命是否为费米子树或其它费米子形式。
•若其为费米子，并且存在于同一系统中，按照物理规律，那么它们也应该受到Pauli不相容原理的限制。
结语Pauli不相容原理是量子力学中的基本原理之一，对于解释元素周期表、化学反应、物质构成等方面具有重要作用。
在科学研究和应用中，深入理解和应用此原理可以推动技术创新和科学发展。
但也应该认识到，科学研究中的争议和不确定性是正常的，需要通过实验验证和理论证明不断完善和发展。
1945年诺贝尔物理学奖──泡利不相容原理
1945年诺贝尔物理学奖──泡利不相容原理1945年诺贝尔物理学奖授予美国新泽西州普林斯顿大学的奥地利物理学家泡利（Wolfgamg Pauli，1900—1958），以表彰他发现了所谓泡利原理的不相容原理。
不相容原理是量子理论中的重要原理，是1925年1月由泡利提出的。
这一原理可以表述为：对于完全确定的量子态来说，每一量子态中不可能存在多于一个的粒子。
泡利后来用量子力学理论处理了h/4π自旋问题，引入了二分量波函数的概念和所谓的泡利自旋矩阵。
通过泡利等人对量子场的研究，人们认识到只有自旋为半整数的粒子（即费米子）才受不相容原理的限制，从而确立了自旋统计关系。
关于不相容原理的发现，泡利在他的诺贝尔奖演说中讲到，不相容原理发现的历史可以追溯到他在慕尼黑的学生时代。
在维也纳读中学时，他就掌握了经典物理学和相对论的知识。
在慕尼黑大学经索末菲引导接触到从经典的思想方法看来有些离奇的原子结构理论。
他和所有习惯于经典思想方法的物理学家一样，当第一次接触到玻尔的量子理论的基本假设时不免受到冲击。
他一方面接受了玻尔的原子理论；一方面了解索末菲企图用光谱定律的解释来克服使用动力学模型所遇到的困难。
泡利对这两种理论都不满意。
反常塞曼效应的解释问题，使物理学家倍感苦恼，泡利也不例外。
据说当时有一位友人看见泡利在哥本哈根的大街上闲逛，就问他为什么不高兴。
泡利回答说：“当一个人正在想到反常塞曼效应时，他怎么高兴得起来啊！”。
按照玻尔的想法，当分析原子的结构时，应该首先从内层开始。
可以设想有一个带正电荷Ze的原子核，在其周围是若干电子，这些电子一个接着一个被原子核俘获，直到它俘获了Z个电子而形成中性原子时为止。
最先被俘获的电子占据能量最低的量子轨道，这就是玻尔所谓的“组建原则”。
泡利不满意的原因在于他认为原子光谱的根源在于价电子的运动，不应该从原子实的结构去找。
泡利仔细研究了碱金属光谱的双重结构，引入了“经典不能描述的双重值”概念，在这基础上概括成一个重要结论，即原子中不能有两个电子具有相同的四个量子数。
第五章 多电子原子-泡利原理
20
2)L 2)L-S耦合的原子态标记
L-S耦合有多种原子态，标记为 耦合有多种原子态， 耦合有多种原子态
nl n l
2S+1 11 2 2 J
L
或者简记为
2S+1
LJ
21
例1
电子组态按L-S耦合时的可能原子态及其相应的总 求df电子组态按 电子组态按 耦合时的可能原子态及其相应的总 自旋角动量、总轨道角动量和总角动量的大小。 自旋角动量、总轨道角动量和总角动量的大小。
原子实+一个价电子 原子实 一个价电子
3
这个价电子在原子中所处的状态,n,l,j, mj决定了碱金属的原子态 这个价电子在原子中所处的状态 n2s+1Lj，而价电子在不同能级间的跃迁，便形成了碱金属原子 而价电子在不同能级间的跃迁， 的光谱。 的光谱。 可见,价电子在碱金属原子中起了十分重要的作用，它几乎演 可见 价电子在碱金属原子中起了十分重要的作用， 价电子在碱金属原子中起了十分重要的作用 了一场独角戏 多电子原子是指最外层有不止一个价电子， 换句话说， 多电子原子是指最外层有不止一个价电子， 换句话说，舞台上 不是一个演员唱独角戏，而是许多演员共演一台戏， 不是一个演员唱独角戏，而是许多演员共演一台戏，那么这时 情形如何，原子的能级和光谱是什么样的呢？ 情形如何，原子的能级和光谱是什么样的呢？ 这正是本章所要研究的问题。 这正是本章所要研究的问题。
16
v v L 2、 − S耦合
当两个电子的相互作用中， 、 比 、 强的时候 强的时候， 当两个电子的相互作用中，G1、G2比G3、G4强的时候，发
v v 耦合。 生 L− S 耦合。
v v v v v v v 根据原子的矢量模型，s1 s2 合成 S ， 1和 l2 合成 L；最后 S 根据原子的矢量模型， 和 l
§5.3 泡利不相容原理(PPT-YBY)
一、泡利原理 1、提出背景 2、泡利原理 （1）泡利原理：原子中的每一个状态只能容纳一个电子，或 者说不能有两个电子处在原子中的同一状态。 （2）标志电子能态的量子数 n, l, s, ml , ms n, l, ml , ms 元素周期表的解释
因此泡利原理又可叙述为：一个原子中不可能有两个或两个 以上的电子具有完全相同的四个量子数 n, l , ml , ms
差异主要来自氦原子中电子间的静电相互作用（约28ev)。泡 利原理影响了两电子的空间分布，从而影响的电的相互作用
4 0 2 n 2 2、原子的大小：原子的大小几乎都一样。 rn me 2 z
3、特点（6）的解释：即为什么三重态的能级总比相应的单 一态能级低？[即为什么电子“喜爱”自旋平行？] S 1 自旋是对称的，因而空间必须是反对称 r1 r2
1s 2 1 3 s1
1s 2 s 1S0 , 3S1
3、推求两个同科电子原子态的简便方法。 先按非同科电子的LS耦合求出原子态，再根据波函数的反对 称性要求，L,S的奇偶性必须相同的特点，把满足泡利原理的 态选出来。
例：求p2，d2，f 2
d 2 nd 1nd 1
1
S 0,1
5、原子核内独立核子运动
6、核子内的夸克有色（bgr）
三、同科电子 １、同科电子：n和l二量子数相同的电子称为同科电子。 2、同科电子形成的原子态数比非同科电子形成的原子态数 要少，这是因为对于同科电子许多本来可能有的角动量状态 由于泡利不相容原理而被去除了，从而使同科电子产生的状 态数目大大减少。
2 e 静电能 | r1 r2 |
底
S 0 自旋是反对称的，因而空 r2 |
高
不相容原理
不相容原理。
不相容原理是一个重要的物理学原理，它提出了一个重要的观点，即一个物体的性质不能同时表示两种状态，就像不能将猫和狗同时表示一样。
这一原理最早是由维克多·韦伯提出的，他认为，任何系统的态度和能力都不能同时表示两个不同的态度或能力。
不相容原理更多的是在量子力学领域有着广泛的应用，这个原理解释了为什么一个物质不能同时具有两种不同的性质。
例如，在量子力学中，一个电子不能同时具有不同的动量和位置，它们不能同时存在，因为它们是不相容的。
不相容原理也可以应用于其他领域。
例如，在社会学中，该原理可以解释为什么一个人不能同时表现出不同的态度或行为。
例如，一个人不能既支持贫穷又支持富裕，因为这些思想是不相容的。
不相容原理是一个重要的物理学原理，它指出了一个重要的观点，即一个物体的性质不能同时表示两种状态，它不仅在量子力学中有着广泛的应用，而且还可以用于其他领域。
不相容原理
不相容原理不相容原理是指两种或多种事物之间的矛盾、冲突或不兼容的关系。
在不相容的情况下，这些事物往往无法同时存在或共存，或者会产生一定的影响和后果。
不相容原理在各个领域都有着广泛的应用，包括科学、技术、管理、人际关系等方面。
在科学领域，不相容原理体现了事物之间的相互排斥或冲突。
例如，在物理学中，两种不同类型的电荷会相互排斥，而同种电荷会相互吸引，这就是不相容原理在电荷之间的体现。
在化学领域，化学反应中的物质也会根据它们的性质和结构发生相互作用，有些物质之间会发生化学反应，而有些则会相互排斥。
在技术领域，不相容原理表现为不同系统、设备或技术之间的不兼容性。
例如，不同品牌的电子设备可能无法直接兼容，需要通过转接线或转换器来进行连接。
在软件开发中，不同的编程语言、操作系统或数据库也可能存在不相容性，需要进行相应的适配和转换。
在管理领域，不相容原理体现在组织结构、管理制度、员工关系等方面。
不同的管理理念、工作方式或文化习惯可能会产生冲突和不兼容性，需要通过沟通、协调和调整来解决。
在团队合作中，不同成员之间的性格、能力和价值观也可能存在不相容性，需要通过有效的沟通和协调来达成共识。
在人际关系领域，不相容原理表现为个体之间的差异和冲突。
不同的性格、兴趣爱好、生活习惯等都可能导致人际关系的不兼容，需要通过尊重、理解和包容来维护良好的人际关系。
在婚姻家庭中，夫妻双方也可能存在不相容的问题，需要通过沟通和妥协来解决矛盾。
总之，不相容原理是存在于各个领域和方面的普遍现象，我们需要正确认识和处理不相容的问题，通过合理的方式和方法来解决冲突，实现和谐共存。
只有在不断调整和适应的过程中，才能更好地应对不相容带来的挑战，实现持续发展和进步。
幼儿园小班科学实验：水油不相容的奇妙世界
幼儿园小班科学实验：水油不相容的奇妙世界一、引言在幼儿园教学中，科学实验是一种非常重要的教学方式。
通过实验，幼儿可以亲身体验科学知识，培养观察和探究的能力，激发对科学的兴趣和好奇心。
今天，我们将带领幼儿进行一项有趣的科学实验：水油不相容的奇妙世界。
二、实验步骤1. 准备材料：一些透明的杯子、食用油、水、食用色素、搅拌棒。
2. 在杯子中倒入适量的水，加入少许食用色素，搅拌均匀。
3. 在另一个杯子中倒入适量的食用油。
4. 小朋友们观察两种液体的特点，提出问题：水和油可以混合在一起吗？5. 小朋友们分别使用搅拌棒搅拌水和油，观察结果。
三、实验原理1. 水和油不相容的原理：水和油是两种互不相溶的液体，它们之间既不会混合在一起，也不会相互溶解。
这是因为水是极性分子，而油是非极性分子，两者之间没有共同的化学性质，因此无法相互混合。
2. 这个实验可以让小朋友们通过亲身观察和操作，理解水和油不相容的科学原理。
从而培养他们的观察和分析能力，激发对科学的好奇心。
四、实验结果与结论在实验中，小朋友们可以清楚地观察到水和油搅拌后并没有混合在一起，而是形成了两层分层的液体。
这样的结果很好地诠释了水和油不相容的特点，让小朋友们对这一科学现象有了直观的理解。
在这个实验中，我们不仅让幼儿们亲身体验了水和油不相容的奇妙世界，也在实验过程中培养了他们的观察和探究能力。
通过这样的科学实验，幼儿们在玩中学，在学中玩，激发了对科学的兴趣，同时也锻炼了他们的动手能力和团队合作精神。
五、结语科学实验是幼儿园教学中不可或缺的一部分，它能够生动地展示科学知识，激发幼儿的学习兴趣。
通过水油不相容的实验，幼儿们不仅得到了有趣的视觉和触觉体验，也在实践中理解了水和油不相容的科学原理。
我们期待通过这样的科学实验，培养出更多对科学充满好奇心和探究精神的幼儿，让他们在快乐的教学氛围中茁壮成长。
六、个人观点和理解作为一名教育者，我深深理解科学实验对幼儿认知和兴趣培养的重要性。
泡利不相容原理、洪特规则、构造原理
一、基态与激发态原子光谱1.基态与激发态处于最低能量的原子叫做基态原子(ground state atom)，基态是原子最基本的状态，是稳定的状态；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子(excited atom)；激发态原子不稳定，电子又会跃迁到能量较低的能级，并释放能量；其转化关系如下：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一，在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关；2.原子光谱atomic spectrum①原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱；②发射光谱(emission spectrum)是暗色背景的明亮谱线，吸收光谱(absorption spectrum)则是明亮背景的暗色谱线，两者谱线一一对应(因为两个能级之间电子跃迁，吸收的能量和释放的能量相同)；※铯cesium，1860年发现，其光谱图中有特征的蓝光，在拉丁语里，铯的含意是天蓝色；※铷rubidium，1861年发现，其光谱图中有特征的红光，在拉丁语里，铷的含意是深红色；※氦helium，1868年分析太阳光谱发现的，来源于希腊文，原意是“太阳”；③原子光谱的应用不同元素产生不同的原子光谱，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析(spectrum analysis)，历史上，利用光谱分析也曾发现了许多新元素；二、构造原理与电子排布式1.多电子原子核外电子的排布顺序在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上；2.构造原理aufbau principle随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素原子的核外电子是按照如图所示的能级顺序填充的，填满一个能量低的能级后，再填一个能量高的新能级，这种规律称为构造原理；3.能级交错现象energy level overlap phenomenon由构造原理可知，从第三能层开始各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象；【产生原因：钻穿效应、屏蔽效应】【H原子由于核外只有一个电子，没有屏蔽效应，不存在能级交错，所以能级的能量高低只取决于主量子数；对于3d、4s、4p，显然3d小于4s等于4p】4.电子排布electronic configuration①根据构造原理可表示出一些元素原子的电子排布式，先按能量由低到高的顺序依次写出能级符号，再用数字在能级符号右上角表明各能级上排布的电子数，这就是原子的电子排布式；【在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，例如钪Sc的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2，而不能按照填充顺序先写4s2后写3d1】②电子排布式的简化写法为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应的稀有气体元素符号外加方括号表示，例如：K的电子排布式可表示为：[Ar]4s1，其中[Ar]叫1三、泡利原理、洪特规则、能量最低原理1.电子自旋与泡利原理spin of the electron & Pauli exclusion principle①电子自旋spin of the electron量子力学告诉我们，电子除了空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋；电子自旋可比喻成地球的自转；电子的自旋有顺时针和逆时针两种相反的状态，常用上下箭头“↑”“↓”表示；【电子自旋(spin of the electron)是电子的基本性质之一，属于量子物理学科，电子自旋先由实验上发现，然后才由狄拉克(Dirac)方程从理论上导出的】【自旋量子数(spin quantum number)是描述电子自旋运动的量子数，自旋磁量子数用m s表示，即↑代表正方向自旋电子，↓代表逆方向自旋电子】②泡利原理Pauli exclusion principle1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子(通常称为电子对)，而且它们的自旋状态相反，称为泡利原理(也称泡利不相容原理)；Pauli，1900--1958 Dirac，1902--1984 Hund，1896--19972.电子排布图原子核外电子排布可利用电子排布图来表示，这是用方框(或圆圈)和箭头表明核外电子排布的另一种方法，也叫轨道表示式；每一个方框表示一个轨道，能量相同的轨道连在一起，与电子排布式相比，它具有轨道上自旋方向和成键时电子变化明晰的特点，但是稍微麻烦些，书写时先写元素符号，再根据能量最低原理、泡利原理、洪特规则等书写，例如：3.洪特规则Hund rule基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则；洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子；【洪特规则特例】在等价轨道(同一能级)上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，具有较低的能量和较大的稳定性，可以理解为洪特规则特例；例如：铬(24Cr)：[Ar]3d54s1正确，[Ar]3d44s2错误；铜(29Cu)：[Ar]3d104s1正确，[Ar]3d94s2错误；4.能量最低原理lowest energy principle①基态是能量最低的状态，基态原子的电子排布式能量最低的原子轨道组合；②在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理lowest energy principle；③多电子原子的核外电子要先占据能量低的能层，在能量低的能层中又优先占据能量低的能级，然后再依次进入能量较高的能层，这样使整个原子处于最低的能量状态，原子轨道能量的高低依据构造原理来判断；5.补充：26Fe：1s2 2s2sp6 3s23p63d6 4s2①电子的运动状态=电子数；(26)②电子的空间运动状态=电子所占的轨道数；(15)③电子的运动范围=能层数；(4)④电子的能量=能级数；(7)。
中学物理中的相容不相容规律
中学物理中的“相容、不相容”规律卢小柱 湖南在中学物理中，有很多不同的物理现象却存在着相似的规律，正如化学中所学的“相似不相容原理”一样，我们也可以用“相容”或“不相容”规律来概括物理学中的一些现象或解题规律。
1、“相反相容、相同不相容”规律当两个物体的某些性质相反时，两物体就相互吸引；当这些性质相同时，两物体就相互排斥，这样的规律称为“相反相容、相同不相容”规律。
例如，同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥；同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥；等等。
2、“相同相容、相反不相容”规律同上面情况相反，当两物体的某些性质相同时，两物体就相互吸引，反之则相互排斥。
这样的规律称为“相同相容、相反不相容”规律。
例如，任何两个有质量的物体之间存在万有引力；当两条平行直导线通有同方向的电流时，两导线就相互吸引，当通有反向电流时，两者就相互排斥；等等。
3、“趋远相容、趋近不相容”规律在电磁感应现象中，楞次定律是这样定义的：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
我们若用“趋远相容、趋近不相容”规律来表述，则更容易理解和记忆。
即：当磁极靠近线圈运动时，线圈中的感应电流就会产生一个同名的磁极来阻碍它的靠近；当磁极远离线圈运动时，线圈中的感应电流就会产生一个异名的磁极来吸引它。
4、“相远相容、相近不相容”规律如右图，在用伏安法测电阻时，普遍存在的一个难点就是电流表到底内接、还是外接问题。
通常为了减小实验误差，使测量尽量准确，我们的做法是：比较待测电阻和电压表、电流表的内阻，若电压表的内阻比待测电阻大得多，则电流表用外接法，若电流表内阻比待测电阻小得多，则电流表用内接法。
此法可用“相远相容、相近不相容”规律来归纳和记忆，即电压表和电流表中，看谁的电阻与待测电阻最接近，就用另一个来把它们隔开。
例如，若电压表与待测电阻差不多，电流表就要内接；若电流表与待测电阻差不多，就用外接(隔开R x 和电流表)。
高中泡利不相容原理
高中泡利不相容原理引言高中化学中，泡利不相容原理是我们经常听到的一个概念。
它是由奥地利物理学家泡利在1925年提出的。
这一原理深刻地解释了原子中电子的排布规律，并对化学反应和物质性质产生了重要影响。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨泡利不相容原理的相关知识。
二级标题1：泡利不相容原理的概念泡利不相容原理是指一个原子中的电子在同一量子态下，无法具有相同的四个量子数。
这四个量子数分别是主量子数n、角量子数l、磁量子数m以及自旋量子数ms。
根据泡利不相容原理，每个电子必须在至少一个量子数上与其他电子不同，以确保电子的自旋方向不同。
二级标题2：泡利不相容原理的原理和意义泡利不相容原理的背后有两个重要原理：波函数对称性和波函数反对称性。
对于相同的自旋态（自旋量子数相同），波函数必须是反对称的；对于不同的自旋态（自旋量子数不同），波函数必须是对称的。
这两个原理保证了泡利不相容原理的有效性。
泡利不相容原理的意义在于决定了电子在原子中的排布方式。
根据泡利不相容原理，每个电子需要占据一个不同的量子态，这导致了各个原子轨道填充电子的顺序和规律。
这种排布方式决定了原子的化学性质，如反应活性、价电子数等。
二级标题3：分子轨道理论与泡利不相容原理分子轨道理论是基于泡利不相容原理的理论体系。
它根据原子轨道的线性组合，描述了分子中电子排布和能级结构的特点。
分子轨道理论认为，相邻原子轨道的线性组合会产生成键轨道和反键轨道，其中成键轨道具有较低的能量而反键轨道具有较高的能量。
根据泡利不相容原理，每个分子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋量子数相反。
这意味着成键轨道中的两个电子自旋方向相反，而反键轨道中的两个电子自旋方向也相反。
这种电子分布方式决定了分子的化学性质，如键能、分子形状等。
三级标题1：泡利不相容原理与原子轨道能级填充规律根据泡利不相容原理，我们可以了解到原子轨道能级的填充规律。
主量子数越大的能级越远离原子核，能级的能量也越高。
泡利不相容原理 原子的壳层结构
卤族元素
电子组态
电子数（Z）
F
1s22s22p5
9
Cl
1s22s22p63s23p5
17
Br
1s22s22p63s23p64s23d104p5
35
I
…3s23p64s23d104p65s24d105p5
53
At
…4p65s24d105p66s24f145d106p5
85
卤族元素的电子组态最外壳层加上电子才能形成闭合壳 层，所以容易从外界获得一个电子，形成闭壳层结构， 从而和其它原子形成稳定的分子，表现出强的非金属性。
§4 泡利原理和原子的壳层结构
(2) 泡利不相容原理
1924年泡利提出不相容原理：在一个原子中不可能有两个或
两个以上的电子处于完全相同的量子状态，也就是说，在一
个原子内部不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的
四个量子数n, l, ml , ms。 费米子服从泡利不相容原理。
1869年门捷列夫：元素周期表; 1923年玻尔：用原子内部电子在轨
道上的排列来解释元素性质的周期性;
1924 年泡利：泡利不相容原理 元素性质的周期性变化， 来源于电子组态的周期性变化。
1945诺贝尔物理学 奖得主W. Pauli
§4 泡利原理和原子的壳层结构
(3) 原子中电子的壳层结构 主壳层 ——具有相同主量子数n的状态构成一个主壳层
主量子数 n 1 2 3 4 5 6 壳层符号 K L M N O P
§4 泡利原理和原子的壳层结构
Anyone who is not shocked by quantum theory has not understood it.
——Niels Bohr
第三章平版胶印印刷
第二节 平版胶印的特点 胶印的油墨非常粘稠，一桶墨，搅不动。但这样的油墨 呈色效果好。 但它也有不足的地方： 八、必须提供上水，要确保水墨平衡，印刷操作难度很大。 水多了不是，水少了也不是，要达到水墨平衡。以后我们还 要讲水墨平衡的问题。 九、上墨墨路长，加上上水装臵，印刷机较复杂。 由于胶印油墨非常粘稠，在它到达承印物之前，要经过 很多墨辊碾来碾去，才能达到印刷的要求。 十、印刷墨层薄，层次表现缺乏深度。 胶印与柔印和凹印相比，印刷品显得不那么精美，因为 它墨层较薄，5微米左右，而柔印10-15微米，凹印26微米。
供墨机构
由于胶印油 墨非常粘稠，在 它到达承印物之 前，要经过很多 墨辊碾来碾去， 才能达到印刷的 要求。
第三节 平版制版
一、印版
1、PS版：预涂感光树脂印版（Presensitized plate） 它是在版基上涂一层感光树脂，把带有图文信息的底片放 在上面，曝光，由于底片上有图文，所以有的地方能透光，所 以有的地方不能透光，对于感光树脂，有两种，一种是遇光分 解(阳图底片)；一种是遇光聚合(阴图底片) 。 2、特点：使用方便，分辨力高，无公害，性能稳定，保质 期长，成本低。 重量轻，上下版方便；版基一般0.5、0.3、0.15mm厚。 感光树脂分辨率高，网点还原性好，大网点不易糊死，小网 点不易丢失； 没有污染，不象凹印，印刷时要加一些挥发性的物质；保存 期可达一年之久。
第四节 平版印刷
1、纸张的调湿处理 调湿的目的是使纸张的含水量与 印刷车间的温湿度相平衡。 调湿处理就是将纸张在印刷车间或与印刷车间湿度 相近的晾纸间吊晾一段时间，时间长短根据地区不同而 定。 还有强迫调湿法，将纸张放在晾纸间的圆形晾纸 架上，向纸张吹进调湿空气。 2、油墨的调配 一般，较大的印刷厂都有调墨间。 调墨，首先调油墨的粘度，加一些流动性调整剂； 有时根据印刷的需要，在油墨里加一些挥发性调整剂， 像一些干燥剂，让它快干，以免蹭脏；有时加色调调 整剂，有冲淡剂、提色剂。
1945年诺贝尔物理学奖
1945年諾貝爾物理學獎−−鮑利不相容原理1945年諾貝爾物理學獎授予美國紐澤西州普林斯頓大學的奧地利物理學家鮑利(Wolfgang Pauli，1900―1958)，以表彰他發現了也稱為鮑利原理的不相容原理。
不相容原理是量子理論中的重要原理，是1925年1月由鮑利提出的。
這一原理可以表述為：對於完全確定的量子態來說，每一量子態中不可能存在多於一個的費米子（fermion）。
鮑利後來用量子力學理論處理了h/4π自旋問題，轉載入了二分量波函數的概念和所謂的鮑利自旋矩陣。
通過鮑利等人對量子場的研究，人鮑利們認識到只有自旋為半整數的粒子(即費米子)才受不相容原理的限制，從而確立了自旋統計關係。
關於不相容原理的發現，鮑利在他的諾貝爾獎演說中講到，不相容原理發現的歷史可以追溯到他在慕尼黑的學生時代。
在維也納讀中學時，他就掌握了古典物理學和相對論的知識。
在慕尼黑大學經索末菲引導接觸到從古典的思想方法看來有些離奇的原子結構理論。
他和所有習慣於古典思想方法的物理學家一樣，當第一次接觸到波耳的量子理論的基本假設時也不免受到衝擊。
他一方面接受了波耳的原子理論，一方面瞭解索末菲企圖用光譜定律的解釋來克服使用動力學模型所遇到的困難。
鮑利對這兩種理論都不滿意。
反常塞曼效應的解釋問題，使物理學家倍感苦惱，鮑利也不例外。
據說當時有一位友人看見鮑利在哥本哈根的大街上閒逛，就問他為什麼不高興。
鮑利回答說：“當一個人正在想到反常塞曼效應時，他怎麼高興得起來啊！”按照波耳的想法，當分析原子的結構時，應該首先從內層開始。
可以設想有一個帶正電荷Ze的原子核，在其周圍是若干電子，這些電子一個接著一個被原子核捕獲，直到它捕獲了Z個電子而形成中性原子時為止。
最先被捕獲的電子佔據能量最低的量子軌道，這就是波耳所謂的“組建原則”。
鮑利不滿意的原因是他認為原子光譜的根源在於價電子的運動，不應該從原子核的結構去找。
鮑利仔細研究了鹼金屬光譜的雙重結構，轉載入了“古典不能描述的雙重值”概念，在這基礎上概括成一個重要結論，即原子中不能有兩個電子具有相同的四個量子數。
第八章第三节基态多电子原子核外电子排布
0 ⅢAⅣAⅤAⅥA ⅦA 2 Ⅳ Ⅴ Ⅵ 1s2 5 6 7 8 9 10 ⅠB ⅡB 13 14 15 16 17 18 28 29 30 31 32 33 34 35 36 46 47 3 84 85 86
ns1~2 (n-1)d1~9ns1~2 ns2np1~6 (n-1)d10ns1~2
轨道数 1 4 9 16 …… n2 电子数 2 8 18 32 …… 2 n2
2. 洪特规则 (1)洪特规则 洪特规则——在n和l相同的等价轨道中， 相同的等价轨道中， 洪特规则 在 和 相同的等价轨道中 电子尽可能分占各等价轨道，且自旋方向相同， 电子尽可能分占各等价轨道，且自旋方向相同， 称为洪特规则。 称为洪特规则。 (2)洪特规则特例： 洪特规则特例： 洪特规则特例 在等价轨道中电子排布是半充满， 在等价轨道中电子排布是半充满，全充满或全空 状态时， 能量最低。 状态时， 能量最低。 全充满 p6 d10 f14 半充满 p3 d5 f7 全 空 p0 d0 f0
二、鲍林原子轨道近似能级图
对近似能级图的几点说明 主量子数n相同、角量子数 不同时 不同时， 主量子数 相同、角量子数l不同时，能 相同 级能量随角量子数l的增大而升高 的增大而升高。 级能量随角量子数 的增大而升高。 主量子数n不同、角量子数 相同时 相同时， 主量子数 不同、角量子数l相同时，能 不同 级能量随主量子数n的增大而升高 的增大而升高。 级能量随主量子数 的增大而升高。 主量子数n不同、角量子数 不同的能级 不同的能级， 主量子数 不同、角量子数l不同的能级， 不同 出现“能级交错”现象。 出现“能级交错”现象。
门捷列夫的第一张周期表
H=1 Be=9.4 B=11 C=12 N=14 O=16 F=19 Na=23 Mg=24 Al=27.4 Si=28 P=31 S=32 Cl=35.5 K=39 Ca=40 ?=45 ?Er=56 ?Yt=66 In=75
不相容原理
，
d
x，
a xb bxc cxd
d c
0 ， x＜a 或 x＞d
x
e ，
xa
2
b
b>0
❖ ③ 正态型
50
23
1
F
0
❖
a
x
图6.7 正态型分布曲线
50
24
❖ ④ Γ型 0 ，
x0
AB AB
❖ ⑦复原律：
❖ A⑧对A 偶 E律（A 摩A根律）：
❖
50
16
_
1
A _A A A
_
1
A _A A A
❖
(b)
❖
r
r
(a)
图6.4 模糊50集合的运算不满足 17
❖ 四、模糊关系
❖
设有两个集合A，B，A和B的直
积A×B定义为
❖
AB={(a,b)aA , bB}
❖
它是由序偶(a,b)的全体所构成的
度函数(membership function)来描述模
糊概念，创立了模糊集合论，为模糊数
学奠定了基础。
❖
不相容原理:“随着系统复杂性的
增加，我们对其特性作出精确而有意义
的描述的能力会随之降低，直到达到一
个阈值，一旦超过它，精确和有意义二
者将会相互排斥”。50 这就是说，事物越 3
6.2 模糊集合与隶属度函数
❖
① 三角形
❖ 隶属度函F (三x数) 角的 形ccax解隶axbb析，，属式度为ab函 xx数 ca曲线如图6.5所示，
0 ，
xb 或 xc
50
21
1
F
F 1
0b a c x
聚合物材料的液氧不相容过程
聚合物材料的液氧不相容过程液氧不相容性是指聚合物材料在与液氧接触后出现不稳定、不可逆的化学、物理和机械变化的现象。
这种不相容性会导致聚合物材料的性能降低，可能会影响到使用该材料的设备和系统的安全性和可靠性。
液氧是一种极为活泼的氧化剂，能够和许多有机和无机材料反应。
液氧的反应会导致温度升高、压力变化和火灾等危险。
因此，在设计液氧系统时，需要特别注意材料的选择和设计，以确保系统的可靠性和安全性。
液氧不相容性的发生机制非常复杂，包括化学反应、物理变化和机械破坏等多个方面。
下面对这些方面进行详细介绍。
1. 化学反应液氧可以与许多有机和无机材料反应，包括聚合物材料。
这些反应会导致材料的氧化、降解和分解，从而影响材料的性能和功能。
这些反应的速率和程度受多种因素影响，例如液氧温度、压力、氧气浓度、材料表面性质等。
具体而言，液氧可以与聚合物材料中的双键、芳香环和羟基等官能团反应，形成羟基过氧化物、醛、酮、酸和氧化物等产物。
这些产物会导致聚合物材料的物化性能发生变化，例如熔点、分子量、机械性能和耐热性等。
此外，这些产物可能会在系统中积聚、沉淀和堵塞，导致系统的堵塞和故障等问题。
2. 物理变化液氧与聚合物材料接触后，还可能会引起材料的物理变化。
例如，聚合物材料中的孔隙可能会被液氧填充，导致材料密度增加。
此外，液氧可能会引起聚合物材料的吸水性变化、颜色变化和表面氧化等。
这些物理变化会影响聚合物材料的物性和机械性能，使其易于发生机械破坏和断裂。
此外，聚合物材料中的物理变化还可能导致液氧在材料中的积聚，进而引起液氧漏出和火灾等危险。
3. 机械破坏聚合物材料在与液氧接触后，还可能会遭受机械破坏。
由于液氧与聚合物材料的不相容性，液氧可能会引起材料的开裂、剥落、变形和劣化等。
这些机械破坏会导致材料的强度和韧性降低，易于发生疲劳和断裂。
在设计液氧系统时，需要注意聚合物材料的机械性能和耐热性等，避免使用易于破坏的材料，确保系统的可靠性和安全性。
保里不相容原理
保里不相容原理保里不相容原理一般指泡利不相容原理。
泡利不相容原理（Pauli exclusion principle），又称泡利原理、不相容原理，是微观粒子运动的基本规律之一。
它指出：在费米子组成的系统中，不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。
在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数，所以泡利不相容原理在原子中就表现为：不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数，或者说在轨道量子数m，l，n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子，而这两个电子的自旋方向必须相反。
这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。
核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。
能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，也就是尽可能使体系能量最低。
洪特规则是在等价轨道（相同电子层、电子亚层上的各个轨道）上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。
后来量子力学证明，电子这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能量最低原理中，作为能量最低原理的一个补充。
泡利不相容原理是自旋为半整数的粒子（费米子）所遵从的一条原理，简称泡利原理。
它可表述为全体费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。
电子的自旋为1/2，因此遵从泡利原理。
在1925年由沃尔夫冈·泡利为说明化学元素周期律提出来的，最初泡利是在总结原子构造时提出一个原子中没有任何两个电子可以拥有完全相同的量子态。
原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数m以及自旋量子数ms所描述，因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l、m、ms。
根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。
泡利原理是全体费米子遵从的一条重要原则，在所有含有电子的系统中，在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。
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3、支壳层 l 最多电子数
（表见书232）
Nl 2(2l 1)
4、壳层 n 最多电子数
N n 2(2l 1) 2n
l 0
n 1
2
各壳层可以容纳的最多电子数
5、满（支）壳层（又称闭合壳层）
定义：当（支）壳层上的电子数等于所能容纳的电 子数目时，称为满（支）壳层。 特点：（1）满（支）壳层电子的磁量子数为
3、 泡利不相容原理（1925年）
在一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子 具有完全相同的四个量子数（ n, l , ml , ms），即 原子中的每一个状态只能容纳一个电子。 4、泡利不相容原理的物理意义 1）是微观粒子运动的基本规律之一。 2）可以解释原子内部电子分布的状况和元素周期律。 5、适用范围
情况形成的原子 态
S0 1 P 1
D2
1
S1 3 P0,1,2 3 D1, 2,3
3
第四节：元素性质的周期变化（见书226）
1869年，门捷列夫首先提出元素周期表（按原 子量的次序排列），反映元素性质的周期性变化。
玻尔是第一个给予周期表物理解释，（1916 ~ 1918年）把元素按电子组态的周期性排列成表。 1925年泡利提出不相容原理后，才比较深刻地 理解到，元素的周期性是电子组态周期性的反映。 从而用物理知识解释了化学问题。
经验规律1：n+l相同时，先填n小的； n+l 不相同时，若n相同，则先填l小的，若n不 同，则先填n大的壳层。见书235
经验规律2：电子大致按（n+0.7l）值的大小依次填 充到各支壳层中。
壳 层 和 次 壳 层 填 充 次 序 的 经 验 规 律
1s 2s 3s
2p
3p 3d 4d 5d
4s
5s 6s
自旋量子数s：s=1/2,不能区别电子的状态。 自旋磁量子数ms：ms=±1/2,描述自旋运动的取向。
2、玻尔的电子分布设想
原子中电子的状态和元素性质的周期性有怎样的联系 呢？玻尔认为：元素性质的周期性源于原子内电子排 列的周期性。 设想内容：（1）原子内电子排列成若干壳层，同 一壳层的电子具有相同的n （2）每一壳层可以容纳一定数目的电子。
一、 原子中电子壳层结构
决定电子所处状态的准则
（1）泡利不相容原理；（每状态允许容纳的电子数）
（2）能量最小原理（体系能量最低时，体系最稳定）.
原子中按能量分成许多壳层和支壳层
1、壳层的定义： 主量子数 n 决定电子能量的主要部 分， n相同的电子构成了一个壳层。 2、支壳层的定义：同一壳层中不同的 l 形成支壳层。
M l ml 0
M s ms 0
（2）满（支）壳层电子的各种角量子数为零。因 此，满壳层的电子各种角动量为零，原子的角动 量由未满壳层的电子所贡献。
三、壳层的能量次序 决定壳层次序的是能量最小原理。（电子填充 的次序决定于哪个壳层能量最低）
主量子数 n ：一般情况由小
大见书233
只适用于费米子
泡利不相容原理所反映的这种严格的排斥性的物理 本质是什么？至今仍是未完全揭开之谜。
6、泡利不相容原理的应用举例
（1）氦原子的基态
（2）原子的大小
旧量子论的解释：所有的电子都处在能量最低的 基态，原子序数大，原子半径小。（见书221） 不相容原理的解释：每个轨道上只能容纳一定数 目的电子，因此各原子线度基本相同。 （3）金属中的电子 见书221
4p
5p 6p
4f
5f
四、原子基态 已知壳层的能量顺序，电子组态则可以确定。电 子组态形成的原子态对应的能级结构顺序有两条 规律可循： 洪特定则：1.同一电子组态形成的一组原子态中， （1）重数最高的，即S值最大的能级位臵最低； （2）具有相同S值的能级中，具有最大L值的位臵最低。
2. 对于同科电子，即同nl，不同J 值的诸能级顺 序是（1）当同科电子数≤闭壳层电子占有数一半 时，以最小J 值（|L－S|）的能级为最低，称正常 次序。（2）同科电子数>闭层占有数的一半时，以 最大J（L+S）的能级为最低，称倒转次序。举例
第三节：泡利不相容原理
第四节：原子的壳层结构
第三节：泡利原理
1925年，奥地利物理学家Pauli 提出了不相容 原理，揭示了微观粒子遵从的一个重要规律。
一、泡利不相容原理的叙述及其应用
1．描述电子运动状态的量子数 主量子数n：n=1,2,3……，在玻尔理论中决定了 电子的运动轨道和能量。 轨道角量子数l：描述轨道角动量的大小。 轨道磁量子数ml：ml=0,±1…±l ，描述轨道角动量 的取向
2
EJ J 1 J EJ 1 J 2 J 13Βιβλιοθήκη 例子:J33
D3,2,1
S 1, L 2, J 3, 2,1
2 1
E32 3 E21 2
3
J 2
P2
3
P 1
3
P0
1
0
E21 2 E10 1
二、同科（等效）电子合成原子态 1、定义：同科电子是指n、l 相同的电子。 说明：同科电子形成的原子态比非同科电子形成的 原子态少。 例：1s1s 组态和 1s2s 组态不同。
1s1s
S0
L 0 1 2
1
1s2s
S0 , S1
S=0
1
1
3
2、两个 p 态同科电子形成的原子态。
S=1
n 不同（非同科）
Uls s B
Uls kS L
S,L相同而J不同,
EJ J 1 Uls ( J ) Uls ( J 1)
k 2 2 [ J ( J 1) J ( J 1)] k J 2
EJ 1J 2 k ( J 1)
2 x
1
4、N为满支壳层的电子数，电子组态分别为 (nl ) N x ( nl ) 和 的两个原子的基态具有相同的L和S值， 只是J值不一样。
x
五、朗德间隔定则: 1.表述: 在三重能级结构中,一对相邻能级的间 隔与两个J值中较大的那个值成正比。 2.证明:
e s S m
1 Z *e L B 2 3 4 0 mc r
原子基态一些基本规律
1、满（支）壳层的原子基态谱项均为 S0 2、满（支）壳层外只有一个价电子（组态（nl）） 的原子，其基态由这个电子决定 s 1 , j l s 2 3、x为最外层电子数，当 x 2l 1 时，原子 1 的基态比为S态，原子的自旋角量子数为 s x, j s 2 基态谱项为 x 1S 1