化学史上的今天都发生了什么?有何重大的化学发现洪特规则和泡利原理,有哪些化学趣闻?化学一家与您分享。欢迎大家来稿或提供相关资料。

中国批准《禁止化学武器公约》

1997年4月25日,中国向联合国正式递交了中国批准《禁止化学武器公约》的法律文书。

从而使中国成为第78个向联合国递交批准书的国家和该公约的原始缔约国。中国政府在正式批准《禁止化学武器公约》的同时,发表了呼吁拥有化学武器国家尽早批准公约,反对滥用质疑检察权等五点声明。

泡利生于奥地利维也纳

1900年4月25日,美国科学家沃尔夫冈·泡利生于奥地利维也纳。泡利最伟大的贡献是关于核外电子排布的理论“泡利不相容原理”。

1918年中学毕业后,没有上大学的他投在物理学家苏末菲的门下,成为慕尼黑大学最年轻的研究生。

1921年,泡利以一篇氢分子模型的论文获得博士学位。

1922年,泡利在哥廷根大学给著名物理学家玻恩(Max Born)当助教。

1923—1928年,泡利在汉堡大学任讲师。

1925年1月,年仅25岁的泡利提出了他一生中发现的最重要的原理——泡利不相容原理(泡利的经历告诉我们,有志不在年高,让天才读大学是在浪费时间)

1928年到瑞士苏黎世的联邦工业大学任理论物理学教授。

1945年互联网项目,因泡利不相容原理获诺贝尔物理学奖。

1958年12月15日,泡利在苏黎世逝世,享年58岁。

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沃尔夫冈·泡利(1900~1958)

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中学时期的泡利

泡利与中国籍科学家吴健雄

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1927年10月,第五届索尔维会议洪特规则和泡利原理,泡利是年龄最小的顶级科学家

美国发行的泡利纪念邮票

泡利的主要成就是在量子力学、量子场论和基本粒子理论方面,特别是泡利不相容原理,即原子核外不能有两个或两个以上的电子处于完全相同的状态。在物理和化学学科中,核外电子排布遵循三大规则:泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。

泡利以严谨博学而著称,也以尖刻和爱挑刺而闻名。他甚至认为自己是继爱因斯坦之后的最伟大天才物理学家。他对任何人的发现和理论都不屑一顾。

当然,在那个天才辈出,群雄并起的物理学史上最辉煌的年代,英年早逝的泡利仍然是夜空中最耀眼的几颗巨星之一,以致在他死后很久,当物理学界又有新的进展时,人们还常常想起他:“不知道如果泡利还活着的话,对此又有什么高见。”

在美国流传一个笑话:泡利死后去见上帝,上帝把自己对世界的设计方案给他看,泡利看完后耸耸肩,说道:“你本来可以做得更好些……”

【知识链接】

人们通过光谱和磁性实验测定得到原子的电子排布情况。

表中对应于主量子数n=1,2,3,4……的为电子层,通常称为K,L,M,N……层。表中1s,2s,2p……叫做电子亚层,其中1,2,3……表示主量子数,s,p,d,f分别与角量子数l=0,1,2,3相对应,1s,2s,2p……也叫做原子轨道。

表的实验结果可用构造原理来解释。

构造原理是建立原子基态电子构型的一种规则。人们根据原子光谱实验和量子力学理论,总结出原子中的电子排布服从以下三个原理:

两个电子同占一个轨道时,电子间的排斥作用会使系统能量升高。两个电子只有分占等价轨道(简并轨道)时,才有利于降低系统的能量。

为了简单地表示多电子原子的电子排布情况,通常只表明能级和该能级中的电子数目。例如,碳原子和氮原子的电子排布可依次写成:

C:1s22s22p2; N:1s22s22p3

或 C:[He]2s22p2; N:[He]2s22p3

式中[He]表示碳或氮的原子芯。所谓“原子芯”是指某原子的原子核及电子排布同某稀有气体原子里的电子排布相同的那部分实体。

此外,还有一些特殊情况,例如,Cr和Cu的电子分布依次为:

Cr:[Ar]3d54s1而不是[Ar]3d44s2

Cu:[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2

这种情况说明前面所列的构型因3d轨道处于半充满或全充满状态是相对稳定的。对于p轨道和f轨道来说,它们的半充满状态依次为p3和f7,全充满状态则为p6和f14。应该指出,有些元素,特别是原子序数较大的过渡元素,其电子排布更为复杂,难以用上述原则来概括,如镧系、锕系中的某些元素便是这样。

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