富田兴合苑业主的大事小事13、新型冠状病毒13：不相容原理；费米子；共用电子对；电子层

…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4个量子数（主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数），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（主量子数、角量子数、磁量子数）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。这解释了电子在核外排布呈周期性的现象…泡利不相容原理是解释元素周期表的准则之一…

…费米子：在一组由粒子组成的体系中，如果在体系的一个量子态（即由一套量子数所确定的微观状态）上只容许容纳一个粒子，这种粒子称为费米子。或者说自旋量子数为半奇数（1/2，3/2…）的粒子统称为费米子。费米子满足泡利不相容原理，即不能两个以上的费米子出现在相同的量子态中。 中子、质子都是由三种夸克组成，自旋量子数为1/2。因为中子、质子都是费米子，故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数…

[…自旋：基本粒子（如电子）围绕本身的轴进行的迅速转动…类似经典力学中的自转…

…核子：构成原子核的粒子，即质子和中子的统称…]

…共用电子对：在化学反应中元素的原子都有使最外层电子达到稳定结构的趋势。在共价键理论中，成键的两个原子的轨道发生重叠，一对电子位于两个原子之间。例如氯（l）元素的原子在化学反应中易获得一个电子，而氢元素（H）的原子也容易获得一个电子形成稳定结构，这两种元素的原子相互作用的结果是双方各以最外层一个电子组成一个电子对，为两原子共用，在两个原子核外的空间运动，从而使双方都达到稳定结构。这种电子对叫做共用电子对。

含共用电子对的分子中，因原子核对电子吸引力的强弱而使电子对有所偏移，电子对偏向一方略显负电性，偏离一方略显正电，相互吸引形成共价化合物，但作为分子整体仍是电中性…

…共价键：见《富田兴合苑业主的大事小事6》…

…氯：气体元素，符号Cl，原子序数17。黄绿色，有刺激性臭味，有毒，易液化，化学性质很活泼。广泛用于制造漂白粉、染料、塑料、橡胶、医药、农药等。也用作毒气…

…化合物：见《富田兴合苑业主的大事小事3》…

…共价化合物：原子间通过共价键而形 成的化合物。如氢气（H₂）、水（HO）、二氧化碳（CO₂）等…

电子层：拥有相同主量子数的电子的轨道。

电子层可用n（n=1、2、3…）表示，n=1表明第一层电子层，n=2表明第二电子层，依次n=3、4、5时表明第三、第四、第五。一般随着n值的增加，电子的能量逐渐升高、电子离原子核的平均距离也越来越大。电子层可容纳最多电子的数量为2n²（2×n²）。

电子层不能理解为电子在核外一薄层空间内运动，而是按电子出现几率最大的区域，离核远近来划分的。

我们已经知道，一个电子的运动状态要从4个方面进行描述，即它所处的电子层（对应主量子数）、电子亚层（对应磁量子数）、电子云的伸展方向（对应角量子数）以及电子的自旋方向（对应自旋量子数）。在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在，这就是泡利不相容原理所告诉大家的。根据这个规则，如果两个电子处于同一轨道，那么，这两个电子的自旋方向必定相反。也就是说，每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。

根据泡利不相容原理，我们得知：最里面的亚层（最靠近原子核的亚层）有1个轨道，可以容纳两个自旋相反的电子；第二里面的亚层（第二靠近原子核的亚层）有3个轨道，可以容纳6个电子； 第三里面的亚层（第三靠近原子核的亚层）有5个轨道，可以容纳10个电子。我们还得知：第一电子层中只有1个亚层，最多容纳两个电子。

注意： 第二电子层中包含4个亚层，总共可以容纳8个电子（所以8个电子时为稳定状态）；第3电子层中包含9个亚层，可以容纳18个电子…第n层总共可以容纳2n²个电子…

…量：1.数量：降雨～。产～。2.事物存在和发展的规模、程度、速度等，即可以用数量表示的规定性，如多少、大小、高低、轻重、快慢等…

…子：象形文字。甲骨文字形，象小儿在襁褓中，有头、身、臂膀，两足象并起来的样子。本义：婴儿…

（…象形：描摹实物形状的造字法。如“日”，画一个太阳的形状“”；“月”，画一个新月的形状“”

…象形文字：用象形造字法造出来的文字…）

…量子（quantum）：一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。

量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”，它最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。他假设辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了辐射的实验现象。

后来的研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其它物理量如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。

自从普朗克提出量子这一概念以来，经爱因斯坦、波尔、德布罗意、海森堡、薛定谔（è）、狄拉克、玻恩等人的完善，在20世纪的前半期，初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论（百度百科）…

“主量子数：与能层对应的量子数，表示原子轨道的量子数的其中一种（其他还包括角量子数、磁量子数和自旋量子数）。

请看下集《富田兴合苑业主的大事小事14、新型冠状病毒14：主量子数、电子亚层、电子云、角量子数》”

若不知晓历史，便看不清未来

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