泡利不相容原理
学号：201001071452
姓名：孙梦泽
摘要：科学实验还告诉我们，在一个原子里不可能存在着电子层、电子亚层、轨道的空间伸展方向和自旋状况完全相同的两个电子。这个原理叫泡利不相容原理。泡利原理是多电子原子核外电子排布应遵守的基本原理，也称为泡利不相容原理。
关键字：泡利；原子核；电子自旋；不相容
作者简介：孙梦泽，黑龙江鹤岗人，黑龙江大庆师范学院物理与电气信息工程学院物理学物本一班
0引言
在同一个原子中不能容纳运动状态完全相同的电子，即，不能容纳4个量子数完全一样的电子。氦原子中的2个电子主量子数n、角量子数l、磁量子数m都相同(n=1，l=0，m=0)，但自旋量子数ms必须不同，一个是+1/2，另一个是-1/2。每个原子轨道中最多容纳两个自旋方向相反的电子。
1泡利原理：
由于不同电子层具有不同的能量，而每个电子层中不同亚层的能量也不同。为了表示原子中各电子层和亚层电子能量的差异，把原子中不同电子层亚层的电子按能量高低排成顺序，像台阶一样，称能级。例如，1s能级，2s能级，2p能级等等。可是对于那些核外电子较多的元素的原子来说．情况比较复杂。多电子原子的各个电子之间存在着斥力，在研究某个外层电子的运动状态时，必须同时考虑到核对它的吸引力及其它电子对它的排斥力。由于其它电子的存在。往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的电子所处的能级产生了交错现象。
泡利原理、不相容原理：一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氢原子的两个电子，都在第一层（K层），电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向，自旋方向必然相反。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。
能量最低原理在核外电子的排布中，通常状况下电子也总是尽先占有能量较低的原子轨道，只有当能量较低些原子轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，这个规律称能量最低原理。
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。
大量事实中概括出来的，它们能帮助我们了解元素的原子核外电子排布的规律，但不能用它们来解释有关电子排布的所有问题。各种原理或规则、规律往往有一定的适应范围，因此，当理论和实验出现差异时，要尊重实验事实，如实反映客观事物的本来面目，这才是科学的态度。
泡利原理又可表述为全同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。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述，因此泡利原理还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 、ml 、ms 。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全同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。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。
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。
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。这就是最初泡利提出的不相容原理。
2泡利原理内涵：
如在上面的例子中假如两个粒子的位置波函数一致的话，那么它们的自旋波函数必须是反对称的，也就是说它们的自旋必须是相反的。
该原理说明，两个电子或者两个任何其他种类的费米子，都不可能占据完全相同的量子态。也就是泡利不相容原理。
实验证明，电子自旋方向相同的两个电子相互排斥，不能在同一个原子轨道内运动。而电子自旋方向相反的两个电子相互吸引，能在同一个原子轨道内运动。这是因为电子自旋时能产生磁场，而自旋方向相反的两个电子所产生的磁场，方向正好相反，因而可以互相吸引，共处于一个原子轨道中。反之，自旋方向相同的两个电子所产生的磁场，方向相同，同性相斥，因此不能在同一个原子轨道中运动。
因此，电子在原子核外的运动状态是相当复杂的，必须由它所处的电子层、电子亚层、电子云的空间伸展方向和自旋状态四个方面来决定。前三个方面跟电子在核外空间的位置有关，体现了电子在核外空间的运动状态，确定了电子的轨道。因此当要说明一个电子运动状态时，必须同时指明它处于什么轨道和哪一种自旋状态。
3泡利原理研究史及其泡利成就
泡利是1900年4月25日出生在奥地利首都维也纳，我们知道就在这一年的年底普朗克第一次提出了能量子的概念。因此有人称泡利为“和量子概念同年降生的人”。
泡利在中学时就自修了大学物理，18岁时,刚以优异成绩读完中学，就向德文杂志《哲学学报》投寄了一篇研究引力场的能量的论文于1919年发表。泡利中学毕业后，于1919年带着他父亲的介绍信到慕尼黑大学去见著名的物理学家索末菲，要求不上大学而直接当索末菲的研究生。索末菲表示他可以去听当时正在讲授的课程,但怀疑他未必能听得懂。泡利说“肯定能懂，我能不能也参加讨论班?”所谓讨论班，是为了高年级的研究生安排的，素末菲当时认为泡利去参加是毫无意义的；但是后来发现他是班上掌握问题最快、理解问题最深和最有才能的一个参加者。
泡利在慕尼黑度过了两年，于1921年以一篇关于分子模型的论文获得博士学位。1 9 2 1年到1 9 2 2年间，澎利当了格廷根大学理论物理学教授玻恩的助手。后到汉堡，再到哥本哈根跟玻尔一起工作。
1924年为了解决观测到的分子光谱与正在发展的量子力学之间的矛盾泡利提出了一个新的自由度。他还提出了泡利不相容原理，这可能是他最重要的成果了。这个原理说任何两个电子无法占据同一量子状态。自旋的主意是泡利与拉尔夫·克罗尼格一起提出了。一年后乔治·尤金·乌伦贝克和塞缪尔·高德斯密特证实电子自旋就是泡利所提出的新的自由度。1927年他引入了泡利矩陣作为自旋操作符号的基础，由此解决了非相对论自旋的理论。泡利的结果引发了保罗·狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式。
1930年在一封给莉泽·迈特纳的信中泡利提出了一个到此为止电中性的、无质量的粒子来解释β衰变的连续光谱。1934年恩里科·费米将这个粒子加入他的衰变理论并称之为中微子。1959年中微子被实验证实。
[参考文献]
[1]《热力学》，第二版，高等教育出版社，北京，1960
[2]田长霖，王竹溪《统计物理学导论》，第二版，人民教育出版社，北京，1965
[3]田长霖，Lienhard J H, 《统计热力学》，清华大学出版社，北京，1987
化工原理知识 绪论 1、单元操作：（Unit Operations）： 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品，在化工生产中共有的过程称为单元操作（12）。 单元操作特点： ①所有的单元操作都是物理性操作，不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用设备也是通用的。单元操作理论基础：（11、12） 质量守恒定律：输入=输出+积存 能量守恒定律：对于稳定的过，程输入=输出 动量守恒定律：动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法： 实验研究方法（经验法）：用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法（半经验半理论方法）：通过分析，在抓住过程本质的前提下，对过程做出合理的简化，得出能基本反映过程机理的物理模型。（04） 3、因次分析法与数学模型法的区别：（08B） 数学模型法（半经验半理论）因次论指导下的实验研究法 实验：寻找函数形式，决定参数
第二章：流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头（或扬程）： 离心泵的压头（或扬程）：泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示，单位为m 。 2、离心泵的理论压头： 理论压头：离心泵的叶轮叶片无限多，液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动，液体为粘性等于零的理想流体，泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。 实际压头：离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括：1）叶片间的环流，2）流体的阻力损失，3）冲击损失。 3、气缚现象及其防止： 气缚现象：离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体，它便没有抽吸液体的能力，这是因为气体的密度比液体的密度小的多，随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。 防止：在吸入管底部装上止逆阀，使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne 表示。 效率： 轴功率：电机输入离心泵的功率,用N 表示，单位为J/S,W 或kW 。 二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点：管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点，就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量，该交点称为泵在管路上的工作点。 流量调节： 1）改变出口阀开度——改变管路特性曲线； 2）改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程： 开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。 开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向 g QH N e ρ=η/e N N =η ρ/g QH N =
泡利不相容原理 学号：201001071452 姓名：孙梦泽 摘要：科学实验还告诉我们，在一个原子里不可能存在着电子层、电子亚层、轨道的空间伸展方向和自旋状况完全相同的两个电子。这个原理叫泡利不相容原理。泡利原理是多电子原子核外电子排布应遵守的基本原理，也称为泡利不相容原理。 关键字：泡利；原子核；电子自旋；不相容 作者简介：孙梦泽，黑龙江鹤岗人，黑龙江大庆师范学院物理与电气信息工程学院物理学物本一班 0引言 在同一个原子中不能容纳运动状态完全相同的电子，即，不能容纳4个量子数完全一样的电子。氦原子中的2个电子主量子数n、角量子数l、磁量子数m都相同(n=1，l=0，m=0)，但自旋量子数ms必须不同，一个是+1/2，另一个是-1/2。每个原子轨道中最多容纳两个自旋方向相反的电子。 1泡利原理： 由于不同电子层具有不同的能量，而每个电子层中不同亚层的能量也不同。为了表示原子中各电子层和亚层电子能量的差异，把原子中不同电子层亚层的电子按能量高低排成顺序，像台阶一样，称能级。例如，1s能级，2s能级，2p能级等等。可是对于那些核外电子较多的元素的原子来说．情况比较复杂。多电子原子的各个电子之间存在着斥力，在研究某个外层电子的运动状态时，必须同时考虑到核对它的吸引力及其它电子对它的排斥力。由于其它电子的存在。往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的电子所处的能级产生了交错现象。 泡利原理、不相容原理：一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氢原子的两个电子，都在第一层（K层），电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向，自旋方向必然相反。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。 能量最低原理在核外电子的排布中，通常状况下电子也总是尽先占有能量较低的原子轨道，只有当能量较低些原子轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，这个规律称能量最低原理。 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
第五章 多电子原子:泡利原理 §5-1 氦光谱和能级 氦原子是1868年分析日全蚀光谱时发现的,30年后在地球矿物中找到.实验表明,氦及元素周期表第二族元素铍、镁、钙、锶、钡、镭、锌、镉、汞的光谱结构相仿.氦原子光谱的特点（详见P.213氦原子能级图）（氦能谱的以上4个特点分别包含着4个物理概念）: 1）明显地分成两套谱线系,左边一套为单层,右边一套多为三层;两套能级间无跃迁,各自内部的跃迁产生了两套独立的光谱.每一套都象碱金属原子光谱一样含有主线系,辅线系和伯格曼系等.但两套线系的构成截然不同. 2）存在几个亚稳态,表明某种选择规则限制了这些态以自发辐射的形式发生衰变; 3）基态01S 1与第一激发态13S 2间能量相差很大,为eV .7719;电离能也是所有元素中最大的,为 eV .5824; 4）在三层结构那套能级中没有来自2(1S)的能级. §5-2 电子组态和原子态 1.电子组态:原子中各电子状态的组合 描述一个电子的状态可用s l m m l n 、、、四个量子数. 考虑电子的自旋－轨道相互作用,s l m m 、不再有确定值,则电子的状态用j j m l n 、、、描述. 氢原子只有一个电子,在不考虑原子核运动时,电子状态就表示原子状态. 对于碱金属原子,理论上可证明原子实的总角动量为0且不易被激发,被激发的只是价电子,可认为价电子的状态就表示碱金属原子状态. 多电子原子则必须考虑电子间的相互作用,原子的状态是价电子运动状态的耦合. 由于轨道运动的能量只取决于量子数l n 、,所以常用nl 来标记电子状态. 例如:氢原子处于基态时,电子处于01＝、＝l n 的状态,记为s 1;氦原子处于基态时,两个电子都 处于s 1态,则用两个电子状态的组合s 1s 1或2 1s 来表示;若一个原子有3个电子,其中两个处在 0,2==l n 的状态,另一个处在1,2==l n 的状态,则电子组态为p s 222 . 在给定的电子组态中,各电子的轨道角动量大小是确定的,但其轨道角动量和自旋角动量的方向不确定.因此每一个电子组态可耦合成若干原子态,由同一电子组态耦合 成的不同原子态将且具有不同的能量,因为不同的角动量耦合产生的附加能量不同. 2.价电子间的相互作用 价电子间的相互作用除电子自身的轨道与自旋耦合外,电子间的轨道与轨道、自旋与自旋、轨道与自旋等角动量都要发生耦合作用.如两个价 电 子 间 可 有 6 种 耦 合 方 式 （ 如 图 示）:),(),(),(),(),(),(126215224113212211s l G s l G s l G s l G s s G l l G 、、、、、.
物质的构成和变化（一）物质的多样性1、物质的三种状态包括：固态、液态、气态 2、物质三态变化的微观实质是：分子之间的间隔（距离、空隙）改变，大小改变不了. 3、氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物举例：Fe2O3、CO2、纯净物和混合物的区分：物质的种类（一种或多种）各举两例：纯净物：氧气、水、高锰酸钾混合物：空气、溶液、大理石、煤、石油 4、单质和化合物的区分：元素的种类（一种或多种元素的纯净物）各举两例：单质：铁、氧气、氦气、碳化合物水、氧化钙、碳酸钠、氢氧化钙 5、有机物和无机物的区分：看是否含碳元素，（除碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸根是无机物）.各举两例：有机物：甲烷（CH4）乙醇（C2H5OH）乙酸 （CH3COOH）葡萄糖（C6H12O6）无机物大多数不含碳元素化合物.
物质的构成和变化（二）微粒构成物质1、构成物质的三种基本微粒是分子、原子、离子。例如：水是由水分子构成，铁是由铁原子构成，氯化钠是由钠离子和氯离子构成。 2、分子定义：分子是保持物质化学性质的最小粒子 3、原子定义：是化学变化中的最小粒子 4、离子定义：带电的原子或原子团 5、保持二氧化碳的化学性质的最小粒子是：二氧化碳分子 6、分子和原子的本质区别：在化学反应中分子可分原子不可分 7、化学反应的实质：宏观：物质生成新物质，微观：分子生成新分子 8、五个原子团的离子符号：（NH4+、NO3-、OH-、SO42-、CO32-） 9、分子的性质：不停运动、同种分子性质相同、有间隔、有质量和大小 10、原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。原子核（一般）是由质子和中子构成的。
16、基本定律、原理 1、质量守恒定律 参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。又名“物质不灭定律”。 2、阿伏加德罗定律 在相同的温度和压强下，相同何种的任何气体都含有相同数目的分子。 ※每有“三同”，必有第四同，此定律又叫“四同定律”。 阿伏加德罗定律的推论： （1）同温同压同体积的不同气体，质量比等于分子量之比，等于密度之比，等于相对密度。 （2）同温同压不同体积的气体体积之比等于物质的量之比。 （3）同温同压同质量的气体，体积之比等于分子量比的反比。 3、勒沙特列原理 如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度或压强等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 4、原子核外电子排布的规律 ①泡利不相容原理 在同一个原子里，没有运动状态四个方面完全相同的电子存在。 电子层 核外电子运动状态的四个方面电子亚层（形） 电子云的空间伸展方向（伸） 电子的自旋（旋） ②能量最低原理 在核外电子的排布中，通常善下电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当这些轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道。 ③洪特规则 在同一电子层的某个电子亚层中的各个轨道中，电子的排布尽可能分占不同的轨道，而且自旋方向相同，这样排布整个原子的能量最低。 5、元素周期律 元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。 原子半径 化合价 元素的性质指金属性、非金属性 气态氢化物的稳定性 最高价氧化物对应的水化物的酸性、碱性 6、相似相溶原理 由极性分子组成的溶质易溶于由极性分子组成的溶剂中；由非极性分子组成的溶质易溶于由非极性分子组成的溶剂中。 17、比较微粒半径大小的依据 在中学要求范畴内可按“三看”规律来比较微粒半径的大小： 一看电子层数：在电子层数不同时，电子层越多，半径越大； 二看核电荷数：在电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小； 三看电子数：在电子层数和核电荷浸透均相同时，电子数越多，半径越大。 ※注：此规律对于原子、离子之间的半径比较均适用。 18、关于“化学键”的种种提法 1、只有非极性键的物质 H2、O2、N2等，金刚石、单晶硅、P4、S2、S4…（同各非金属元素构成的单质） ２、只有极性键的物质 HX、CO、NO、NH3、CS2、BF3等（不同种元素构成的化合物） 3、既有极性键，又有非极性键的 H2O2、CH2=CH2、CH≡CH、C6H6等 4、由强极性键构成，但又不是强电解质的：HF（特指） 5、只有离子键的物质 CsCl、NaCl、Na2O、K2O、NaH、KH等（固态） 6、既有离子键，极性键，又有非极性键 酚钠、醇钠、羧酸钠等 7、既有离子键，又有非极性键 Na2O2、FeS2、CaC2等 8、有离子键，共价键，配位键 铵盐 9、有共价键，又有配位键 NH4+、H2O+ 10、只有共价键，没有范德华力的物质 金刚石、单晶硅、SiO2、SiC
地理概念和原理的教学策略 内容提要： 本文认为地理概念和地理原理是对地理现象的反映，它体现了地理事物的本质特征。而概念的建立和原理的理解需要一种感知，不是一种简单的背诵式的记忆。这一感知过程也就是地理思维的形成过程，是对众多地理信息进行抽象；因此，在概念原理的教学过程中，选用经典的例子和案例可以让学生领会、感悟地理概念及原理的本质特征。提出地理概念原理的教学对策是让学生感悟，在感悟中形成地理思维、获得解决问题的能力。并探讨几种感悟教学的切入点。 ：地理概念、原理本质特征教学策略信息感悟 地理概念是地理基础知识的组成部分，也是理解和掌握地理基本原理、基本规律的关键。 一、地理概念和原理的本质特征体现着基本地理思维 1．地理概念和原理是对地理信息的一种抽象。 现行高考考试大纲中改变了能力目标的表述，侧重于学习行为过程；在四个考核目标中，“获取和解读信息”、“调动和运用知识”直接与地理概念和原理有关。所谓地理信息，就是用文字、图象、数字等表达的一些地理现象和特征；调用的知识绝大部分都是地理概念和原理。当我们理解了地理概念和原理背后的地理现象的本质特征后，就能有效地实现“调动和运用知识”去解读信息。
2．地理概念和原理的特点是高度的概括和时空的条件性。认识概念、原理的过程，是一种信息有序化的过程；所以，概念、原理不仅仅是一种知识，概念的建立过程与原理的把握是一种地理思维的形成过程。 3．地理概念、原理的建立过程，是一种对地理现象中所蕴涵的本质特征的感悟。 在概念原理的教学过程中，选用经典的例子和案例可以让学生领会、感悟地理概念及原理的本质特征。 例如，应用基本概念原理的本质特征解决问题的典型例子有“热力环流”。 二、地理概念教学 概念包括内涵和外延，最基本的特征是强调准确性和关联性。准确性要求学会归纳、判断；关联性要求学会联想、发散。他们是解决问题的方法，也是最基本的思维方式。1．从“准确”的相对性中去感悟概念 概念要求准确，所以概念中的限定词通常是作为把握概念的关键。但从表达这一层面来说，所下的定义永远是一个相对的准确；从反映概念的某一事物的现象和特征来说，通常又不能涵盖概念的全部。这成为我们教学的一个难点。比如，热力环流：体现在许多环节上；空间上有地面和高空，温度上有冷和热，空气运动有垂直和水平运动。“由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。”也就不能达到概念本
固体物理期末试卷及参 考解答B IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
课程编号： 课程名称： 固体物理 试卷类型： 、 卷 卷 考试时间： 120 分钟 1．什么是晶面指数什么是方向指数它们有何联系 2．请写出布拉格衍射条件，并写出用波矢和倒格矢表示的衍射条件。 3. 为什么组成晶体的粒子（分子、原子或离子）间的相互作用力除吸引力还要有排斥 力排斥力的来源是什么 4．写出马德隆常数的定义，并计算一维符号交替变化的无限长离子线的马德隆常 数。 5．什么叫声子？长光学支格波与长声学支格波的本质上有何区别？ 6．温度降到很低时。爱因斯坦模型与实验结果的偏差增大，但此时，德拜模型却与 实验结果符合的较好。试解释其原因。 7. 自由电子模型的基态费米能和激发态费米能的物理意义是什么费米能与那些因素有 关 8．什么是弱周期场近似按照弱周期场近似，禁带产生的原因是什么 9. 什么是本征载流子什么是杂质导电 10．什么是紧束缚近似按照紧束缚近似，禁带是如何产生的
二、计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分） 1. 考虑一在球形区域内密度均匀的自由电子气体，电子系统相对于等量均匀正电荷背景有一小的整体位移，证明在这一位移下系统是稳定的，并给出这一小振动问题的特征频率。 2. 如将布拉维格子的格点位置在直角坐标系中用一组数),,(321n n n 表示，证明：对于 面心立方格子，i n 的和为偶数。 3. 设一非简并半导体有抛物线型的导带极小，有效质量m m 1.0=*，当导带电子具有k T 300=的平均速度时，计算其能量、动量、波矢和德布罗意波长。 4. 对于原子间距为a ，由N 个原子组成的一维单原子链，在德拜近似下， （1）计算晶格振动频谱； （2）证明低温极限下，比热正比于温度T 。 5. 对原子间距为a 的由同种原子构成的二维密堆积结构， （1）画出前三个布里渊区； （2）求出每原子有一个自由电子时的费米波矢； （3）给出第一布里渊区内接圆的半径； （4）求出内接圆为费米圆时每原子的平均自由电子数； （5）平均每原子有两个自由电子时，在简约布里渊区中画出费米圆的图形。 固体物理B 卷 参考答案 一、简答题（本大题共10小题，每小题5分，共50分） 1．晶面指数：晶面在在坐标轴上的截距的倒数的最简整数比。 方向指数：垂直于晶面的矢量，晶面指数为（hkl ）,则方向指数为[hkl] 联系：方向[hkl]垂直于具有相同指数的晶面(hkl).
初中化学基础知识| 基本概念和原理 【知识点精析】 1. 物质的变化及性质 （1）物理变化：没有新物质生成的变化。 ①宏观上没有新物质生成，微观上没有新分子生成。 ②常指物质状态的变化、形状的改变、位置的移动等。 例如：水的三态变化、汽油挥发、干冰的升华、木材做成桌椅、玻璃碎了等等。 （2）化学变化：有新物质生成的变化，也叫化学反应。 ①宏观上有新物质生成，微观上有新分子生成。 ②化学变化常常伴随一些反应现象，例如：发光、发热、产生气体、改变颜色、生成沉淀等。有时可通过 反应现象来判断是否发生了化学变化或者产物是什么物质。 （3）物理性质：物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。 ①物理性质也并不是只有物质发生物理变化时才表现出来的性质；例如：木材具有密度的性质，并不要求 其改变形状时才表现出来。 ②由感官感知的物理性质主要有：颜色、状态、气味等。 ③需要借助仪器测定的物理性质有：熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、导电性等。 （4）化学性质：物质只有在化学变化中才能表现出来的性质。 例如：物质的金属性、非金属性、氧化性、还原性、酸碱性、热稳定性等。 2. 物质的组成
宏观 元素 组成 微观分子 原子核 质子原子 中子离子 核外电子 原子团：在许多化学反应里，作为一个整体参加反应，好像一个原子一样的原子集团。 离子：带电荷的原子或原子团。 元素：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。 3. 物质的分类 （1）混合物和纯净物 混合物：组成中有两种或多种物质。常见的混合物有：空气、海水、自来水、土壤、煤、石油、天然气、爆 鸣气及各种溶液。 28
纯净物：组成中只有一种物质。 ①宏观上看有一种成分，微观上看只有一种分子； ②纯净物具有固定的组成和特有的化学性质，能用化学式表示； ③纯净物可以是一种元素组成的（单质），也可以是多种元素组成的（化合物）。 （2）单质和化合物 单质：只由一种元素组成的纯净物。可分为金属单质、非金属单质及稀有气体。 化合物：由两种或两种以上的元素组成的纯净物。 （3）氧化物、酸、碱和盐 氧化物：由两种元素组成的，其中有一种元素为氧元素的化合物。 氧化物可分为金属氧化物和非金属氧化物；还可分为酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物；酸：在溶液中电离出的阳离子全部为氢离子的化合物。酸可分为强酸和弱酸；一元酸与多元酸；含氧酸与无 氧酸等。 碱：在溶液中电离出的阳离子全部是氢氧根离子的化合物。碱可分为可溶性和难溶性碱。盐：电离时电离出金属阳离子和酸根阴离子的化合物。盐可分为正盐、酸式盐和碱式盐。 ì元素符号 ? ?化学式 4. 化学用语í
1试写了德布罗意公式或德布罗意关系式，简述其物理意义 答：微观粒子的能量和动量分别表示为： ων ==h E k n h p ==?λ 其物理意义是把微观粒子的波动性和粒子性联系起来。等式左边的能量和动量是描述粒子性的；而等式右边的频率和波长则是描述波的特性的量。 2波函数的统计解释是：波函数在空间中某一点的强度（振幅绝对值的平方）和在该点找到粒子的几率成正比。按这种解释，描写粒子的波是几率波。 3试说明式子2211??ψc c +=的含义，并指出在状态ψ 中测量体系的能量的可能值及其几率。 答： 2211??ψc c +=的含义是：当粒子处于1?和2?的线性叠加态ψ时，粒子是既处于 1?态，又处于2 ?态。或者说，当1?和2?是体系可能的状态时，它们的线性叠加态ψ 也是体系一个可能的状态；或者说， 当体系处在态 ψ 时，体系部分地处于态 1?、2?中。 在状态 ψ中测量体系的能量的可能值为1E 和2E ，各自出现的几率为 2 1 c 和 2 2 c 。 4什么是定态？定态有什么性质？ 答：定态是指体系的能量有确定值的态。在定态中，所有不显含时间的力学量的几率密度及向率流密度都不随时间变化。 5 什么是全同性原理和泡利不相容原理？两者的关系是什么？ 答：全同性原理是指由全同粒子组成的体系中，两全同粒子相互代换不引起物理状态的改变。 泡利不相容原理是指不能有两个或两个以上的费米子处于同一状态。 两者的关系是由全同性原理出发，推论出全同粒子体系的波函数有确定的交换对称性，将这一性质应用到费米子组成的全同粒子体系，必然推出费米不相容原理。 6 为什么表示力学量的算符必须是厄米算符？ 答：因为所有力学量的数值都是实数。而表示力学量的算符的本征值是这个力学量的可能值，所以表示力学量的算符的本征值必须是实数。厄米算符的本征值必定是实数。所以表示力学量的算符必须是厄米算符。 7 简述费米子的自旋值及其全同粒子体系波函数的特点，这种粒子所遵循的统计规律是什么？ 答：由电子、质子、中子这些自旋为 2 的粒子以及自旋为 2 的奇数倍的粒子组成的全同粒子体系的波函 数是反对称的，这类粒子服从费米(Fermi) －狄拉克 (Dirac) 统计，称为费米子。 8 一个量子态分为本征态和非本征态，这种说法确切吗？ 答：不确切。针对某个特定的力学量，对应算符为A ，它的本征态对另一个力学量（对应算符为B ）就不是它的本征态，它们有各自的本征值，只有两个算符彼此对易，它们才有共同的本征态。 9 辐射谱线的位置和谱线的强度各决定于什么因素？ 答：某一单色光辐射的话可能吸收，也可能受激跃迁。谱线的位置决定于跃迁的频率和跃迁的速度；谱线强度取决于始末态的能量差。
中考化学基本概念与原理复习：溶液 主要考点： 1．常识：温度、压强对物质溶解度的影响；混合物分离的常用方法 ①一般固体物质 ．．．．受压强影响不大，可以忽略不计。而绝大部分固体随着温度的升高，其溶解度也逐渐升高（如：硝酸钾等）；少数固体随着温度的升高，其溶解度变化不大（如：氯化钠等）；极少数固体随着温度的升高，其溶解度反而降低的（如：氢氧化钙等）。 气体物质 ．．．．的溶解度随着温度的升高而降低，随着压强的升高而升高。 ②混合物分离的常用方法主要包括：过滤、蒸发、结晶 过滤法用于分离可溶物与不溶物组成的混合物，可溶物形成滤液，不溶物形成滤渣而遗留在滤纸上； 结晶法用于分离其溶解度受温度影响有差异的可溶物混合物，主要包括降温结晶法及蒸发结晶法 降温结晶法用于提取受温度影响比较大的物质（即陡升型物质），如硝酸钾中含有少量的氯化钠； 蒸发结晶法用于提取受温度影响不大的物质（即缓升型物质），如氯化钠中含有少量的硝酸钾； 2．了解：溶液的概念；溶质，溶剂的判断；饱和溶液与不饱和溶液的概念、判断、转换的方法；溶解度的概念；固体溶解度曲线的应用 ①溶液的概念就是9个字：均一的、稳定的、混合物。溶液不一定是液体的，只要同时 满足以上三个条件的物质，都可以认为是溶液。 ②一般简单的判断方法：当固体、气体溶于液体时，固体、气体是溶质，液体是溶剂。 两种液体相互溶解时，通常把量多的一种叫做溶剂，量少的一种叫做溶质。当溶液中有水存在的时候，无论水的量有多少，习惯上把水看作溶剂。通常不指明溶剂的溶液，一般指的是水溶液。 在同一个溶液中，溶质可以有多种。特别容易判断错误的是，经过化学反应之后，溶液中溶质的判断。 ③概念：饱和溶液是指在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种物质的溶液。 还能继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。
泡利的贡献 奥地利维也纳出生的沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli ，1900～1958），是20世纪卓越的理论物理学家，19岁时就因撰写相对论方面的综述文章而获得了很高的声誉；25岁时，为了对原子光谱中的反常塞曼效应做出解释提出了“泡利不相容原理”；1930年，为摆脱放射性β能谱的能量守恒定律面临的危机而提出了著名的“中微子”假说，后被美国物理学家考恩（Cowan Clyde Lorrain ，1919～）和莱因斯（Reines Frederick ，1918～）在核反应堆中产生的反中微子的稀有俘获而验证。1945年因泡利不相容原理的发现而荣获诺贝尔物理学奖。泡利是物理学领域最后的博学者，他语言犀利，思想缜密，对所有基本问题都具有最深刻的洞察力和最准确的评判力，并毫不妥协地对物理学新思想做出“裁决”；曾被尼尔斯·玻尔誉为“理论物理学界的良知”。 2、1 泡利不相容原理的建立 早在1921年前，泡利就被量子论的发展深深地吸引着；在读研究生时，就对原子光谱中的反常塞曼效应有着浓厚的兴趣。所谓塞曼效应，就是在强磁场的作用下原子、分子和晶体的能级发生变化，发射的光谱线发生分裂的现象。塞曼效应分为两种：一种是存在于电子的自旋磁矩为零时的情况称为正常塞曼效应；而另一种是电子的自旋磁矩为±1/2时的情况称为反常塞曼效应；反常塞曼效应才是原子谱线分裂的普遍现象，这种与实际情况相反的名称反映了人类认知过程中的历史局限性。1924年底，泡利为了正确理解反常塞曼效应，他在分析大量原子能级数据的基础上，仔细研究了碱金属光谱的双重结构，引入“经典不能描述的双重值”概念，写成了一篇题为“原子内的电子群与光谱的复杂结构”的论文，1925年以前，描述电子一般只用三个量子数，泡利的“双重值”实际上就等于要求电子要有第四个量子数。由于泡利当时觉得这篇论文中物理思想的提法太抽象而拿不定主意，就将该文寄给了玻尔，玻尔看后就立即鼓励他投到《物理杂志》，该文于1925年初发表。正是这篇文章提出了泡利不相容原理，为解释门捷列夫（Mendeleev Dvanovich ，1834～1907）化学元素的周期性提供了理论依据；同时也奠定了他日后获得诺贝尔奖的基石。 泡利不相容原理可表述为：全同费米子体系中不能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。原子核外电子的状态可以用主量子数n 、轨道角动量子数l 、磁量子数m ι和双值量子数m s 四个量子数决定。它们取值n =1，2，3，…；l =0，1，2，…，n -1；m ι=0，±1，±2，…，±l ，21±=s m 。因此，泡利不相容原理也可以表述为：原子内不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。表征电子状态的前三个量子数：主量子数、轨道量子数和磁量子数是人们熟知的。在描述反常塞曼效应现象时，泡利发现必须引入第四量子数（即双值量子数s m ）来分别表示对应的电子两种状态。在泡利发表不相容原理后，荷兰莱顿大学两位年轻人古德斯密特和乌伦贝克（Uhlenbeck George Eugene ，1900～1874）觉得，泡利的理论与玻尔的原子模型之间缺乏最起码的联系；他们很自然地想到，前3个量子数对应着电子的3个自由度，那么第四个量子数也应该对应一个自由度，他俩经过讨论和计算后认为，这第四个量子数对应着电子的“自旋”；与地球自转运动类似，电子有种像陀螺运动一样的属性。 泡利不相容原理是以一种不很明显的方式引入了自旋量子数，当古德斯米特和乌伦贝克发表了关于电子自旋的想法后，泡利曾由于这种概念的经典模型和狭义相对论不能相容而对 图10-9为沃尔夫冈·泡利
1 ?物理系_2015_09 《大学物理 AII 》作业 No.9 原子结构 固体能带理论 班级 学号 姓名 成绩 一、判断题：（用“T ”表示正确和“F ”表示错误） [ F ] 1．根据量子力学理论，氢原子中的电子是作确定的轨道运动，轨道是量子化的。 解：教材 227.电子在核外不是按一定的轨道运动的，量子力学不能断言电子一定 出现 在核外某个确定的位置，而只能给出电子在核外各处出现的概率。 [ F ] 2．本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参与导电，N 型半导体只有电子导 电，P 型半导体只有空穴导电。 解：N 型半导体中依然是两种载流子参与导电，不过其中电子是主要载流子；P 型半导体也是两种载流子参与导电，其中的主要载流子是空穴。 [ T ] 3．固体中能带的形成是由于固体中的电子仍然满足泡利不相容原理。 解：只要是费米子都要遵从泡利不相容原理，电子是费米子。 [ T ] 4．由于 P 型和 N 型半导体材料接触时载流子扩散形成的 PN 结具有单向导电性。 解：教材 244. [ F ] 5．施特恩-盖拉赫实验证实了原子定态能级的存在。 解：施特恩-盖拉赫实验验证了电子自旋的存在，弗兰克—赫兹实验证实了原子定态能 级的存在. 二、选择题： 1. 下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态？ [ D ] (A) n = 2，l = 2，m l = 0， m s = 2 1 (B) n = 3，l = 1，m l =-2， m s = - 1 2 1 (C) n = 1，l = 2，m l = 1， m s = 2 (D) n = 3，l = 2，m l = 0， m s = - 2 解：根据原子中电子四个量子数取值规则和泡利不相容原理知 D 对。 故选 D 2. 与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是 [ D ] (A) 导带也是空带 (B) 满带与导带重合 (C) 满带中总是有空穴，导带中总是有电 子 (D) 禁带宽度较窄 解：教材 241-242. 3. 在原子的 L 壳层中，电子可能具有的四个量子数(n ，l ，m l ，m s )是
由保里不相容原理推得原子核的具体结构 （Paul Lane Exclusion Principle Push the specific structure of atomic nuclei） 地址：四川彭州市竹瓦中学校邮编：611934 作者：李守安 E-mail:lian0011@https://www.doczj.com/doc/13294307.html, （Pengzhou City of Sichuan Meng Yang Town zhu wa School Postal Code ：611934 Author: Li Shou-an E-mail：lian0011@https://www.doczj.com/doc/13294307.html,） 关键词：核力势垒双中子结构单中子结构大树形接触式结构 摘要:“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”，这就是保里不相容原理。由同一轨道上两个电子自旋方向相反，当把观察条件确定后，就能得出以主轴为主的原子核结构粗态形状；再由核内质子间核力势垒图可确定核内质子的组成结构：双中子和单中子结构形态；再由核外电子分层分能级排列规律，确定相关连的核质子具有相同的规律，从而完整得出原子核具体结构。这种结构图可以排出现实中所有原子核及同位素核结构图。也使这断裂100年的理论得到破解，为物理理论发展填上一页空白。 （Key words: Nuclear force barrier Two-neutron structure Single-neutron structure Big tree Contact structure Abstract: "At the same atom, they can not have exactly the same exercise status exist two electron", which is incompatible with the principle of Pauli. By the same track on both electron spin opposite direction, when the observation conditions are identified, will be able to come to the main axis of the nucleus structure of rough shapes; by proton nuclear potential barrier between the nuclear power plan can be identified with the proton nuclear component structure: Two-neutron and single-neutron structure and morphology;核外电子stratified by sub-level with the law, determine the associated nuclear proton have the same laws, which come complete concrete structure of atomic nuclei. This structure can be from the reality of all nuclei and isotope nuclear structure. Also so that the fracture theory of 100 years to break, for the development of physical theory to fill previous gaps.） 正文： 核物理理论发展到现在，夸克、中微子等理论层出不穷，然而，在核结构核力理论处却形成了一个断层，使科学界对其结构只有猜想：壳层、集体模形等理论。而真正的核结构理论如沉深渊。最关键的问题是：原子核作高速圆周旋转，使所有科学人员用尽所有技术都无从观测静态真像，任何核结构理论变得毫无证据。本文从核外电子强力排列规律作起，反推出原子核具体结构，可排列出现实中所有原子核及同位素的结构，符合核力势垒、核半径测量数据；能解释裂变聚变机理、能解释各类衰变位置等。 一、原子核结构的主轴粗形 保里不相容原理所告诉我们：“在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全
组成原理的基本概念及知识点 1.软件通常分为系统软件和应用软件两大类。 2.计算机硬件由运算器、控制器存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。 3.8086CPU芯片的结构特点是将运算部件与总线接口部件分开，目的是减少总线的空闲时间，提高指令执行速度。 3.根据目前常用的存储介质可以将存储器分为磁表面存储器、半导体存储器和光存储器三种。 4.典型的接口通常具有如下六种功能：控制、缓冲器、状态、转换、整理、程序中断。 5.计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程，但从系统结构来看，至今为止绝大多数计算机仍是冯?诺依曼式计算机。 6. 中断方式指：CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序；主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O。如打印机控制，故障处理。 7. 总线的分类方法主要有以下几种 A、按传送格式分为：串行总线、并行总线； B、按时序控制方式分为：同步总线（含同步扩展总线），异步总线； C、按功能分为：系统总线，CPU内部总线、各种局部总线。 8. 存储系统的三级组成 A、主存：存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大； B、Cache：存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。速度最快，容量较小； C、外存：存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。容量很大而速度较慢。 9. 中断接口的基本组成及作用 A、地址译码。选取接口中有关寄存器，也就是选择了I/O设备； B、命令字/状态字寄存器。供CPU输出控制命令，调回接口与设备的状态信息； C、数据缓存。提供数据缓冲，实现速度匹配； D、控制逻辑。如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。 10. 将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有利用价值的信息，我们称其为数据处理。 11. 目前的计算机，从原理上讲指令和数据都以二进制形式存放。 12. 计算机问世至今，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念。最早提出这种概念的是冯?诺依曼。 13. 完整的计算机系统应包括运算器、存储器、控制器。 14. 根据传送信息的种类不同，系统总线分为：数据总线，地址总线，控制总线。 15. 根据逻辑部件的连接不同，单机系统中采用的总线结构基本有三种类型，它们是片内总线，系统总线，通信总线。 16. 计算机系统采用“面向总线”的形式的优点是： A、简化了硬件的设计 B、简化了系统结构 C、系统扩充性好 D、系统更新性能好
课程编号： 课程名称： 固体物理 试卷类型： 卷 卷 考试时间： 120 分钟 一、简答题（本大题共10小题，每小题5分，共50分） 1．什么是晶面指数什么是方向指数它们有何联系 2．请写出布拉格衍射条件，并写出用波矢和倒格矢表示的衍射条件。 3. 为什么组成晶体的粒子（分子、原子或离子）间的相互作用力除吸引力还要有排斥力排斥力的来源是什么 4．写出马德隆常数的定义，并计算一维符号交替变化的无限长离子线的马德隆常数。 5．什么叫声子长光学支格波与长声学支格波的本质上有何区别
6．温度降到很低时。爱因斯坦模型与实验结果的偏差增大，但此时，德拜模型却与实验结果符合的较好。试解释其原因。 7. 自由电子模型的基态费米能和激发态费米能的物理意义是什么费米能与那些因素有关 8．什么是弱周期场近似按照弱周期场近似，禁带产生的原因是什么 9. 什么是本征载流子什么是杂质导电 10．什么是紧束缚近似按照紧束缚近似，禁带是如何产生的 二、计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分） 电子系统相对于等量均匀正电荷背景有一小的整体位移，证明在这一位移下系统是稳定的，并给出这一小振动问题的特征频率。 2. 如将布拉维格子的格点位置在直角坐标系中用一组数),,(321n n n 表示，证明：对 于面心立方格子，i n 的和为偶数。 3. 设一非简并半导体有抛物线型的导带极小，有效质量m m 1.0=*，当导带电子具有k T 300=的平均速度时，计算其能量、动量、波矢和德布罗意波长。 4. 对于原子间距为a ，由N 个原子组成的一维单原子链，在德拜近似下，
（1）计算晶格振动频谱； （2）证明低温极限下，比热正比于温度T 。 5. 对原子间距为a 的由同种原子构成的二维密堆积结构， （1）画出前三个布里渊区； （2）求出每原子有一个自由电子时的费米波矢； （3）给出第一布里渊区内接圆的半径； （4）求出内接圆为费米圆时每原子的平均自由电子数； （5）平均每原子有两个自由电子时，在简约布里渊区中画出费米圆的图形。 固体物理B 卷 参考答案 一、简答题（本大题共10小题，每小题5分，共50分） 1．晶面指数：晶面在在坐标轴上的截距的倒数的最简整数比。 方向指数：垂直于晶面的矢量，晶面指数为（hkl ）,则方向指数为[hkl] 联系：方向[hkl]垂直于具有相同指数的晶面(hkl). 2．衍射条件为：λθ*)sin(*2n d =,波矢表达式为22G G k =?→ → 3. 电子云交迭使得体系的能量降低，结构稳定，但当原子靠的很近时，原子内部充
?物理系_2015_09 《大学物理AII 》作业 No.9 原子结构 固体能带理论 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、判断题：（用“T ”表示正确和“F ”表示错误） [ F ] 1．根据量子力学理论，氢原子中的电子是作确定的轨道运动，轨道是量子化的。 解：教材227.电子在核外不是按一定的轨道运动的，量子力学不能断言电子一定 出现 在核外某个确定的位置，而只能给出电子在核外各处出现的概率。 [ F ] 2．本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参与导电，N 型半导体只有电子导 电，P 型半导体只有空穴导电。 解：N 型半导体中依然是两种载流子参与导电，不过其中电子是主要载流子；P 型半导体也是两种载流子参与导电，其中的主要载流子是空穴。 [ T ] 3．固体中能带的形成是由于固体中的电子仍然满足泡利不相容原理。 解：只要是费米子都要遵从泡利不相容原理，电子是费米子。 [ T ] 4．由于P 型和N 型半导体材料接触时载流子扩散形成的PN 结具有单向导电性。 解：教材244. [ F ] 5．施特恩-盖拉赫实验证实了原子定态能级的存在。 解：施特恩-盖拉赫实验验证了电子自旋的存在，弗兰克—赫兹实验证实了原子定态能级的存在. 二、选择题： 1．下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态？ [ D ] (A) n = 2，l = 2，m l = 0，21= s m (B) n = 3，l = 1，m l =-2，21-=s m (C) n = 1，l = 2，m l = 1，21=s m (D) n = 3，l = 2，m l = 0，2 1 -=s m 解：根据原子中电子四个量子数取值规则和泡利不相容原理知D 对。 故选 D 2．与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是 [ D ] (A) 导带也是空带 (B) 满带与导带重合 (C) 满带中总是有空穴，导带中总是有电 子 (D) 禁带宽度较窄 解：教材241-242. 3. 在原子的L 壳层中，电子可能具有的四个量子数(n ，l ，m l ，m s )是 (1) (2，0，1， 2 1) (2) (2，1，0，2 1- )
课时跟踪训练(三) [基础巩固] 1．在1s、2p x、2p y、2p z轨道中，具有球对称性的是( ) A．1s B．2p x C．2p y D．2p z [解析]s轨道为球形对称结构，2p x、2p y、2p z轨道为纺锤形，所以A选项正确。 [答案] A 2．(双选)根据下列电子排布，处于激发态的原子是( ) A．1s22s22p6B．1s22s23s1 C．1s22s14d1D．1s22s22p63s1 [解析]基态原子的电子排布式符合能量最低原理，A、D项为基态，B、C项为激发态，根据能量最低原理，其基态分别为1s22s22p1、1s22s2。 [答案]BC 3．Cl－核外电子的运动状态共有( ) A．3种B．5种 C．17种D．18种 [解析]每个核外电子的运动状态都不相同，因此核外电子有几个就有几种运动状态。 [答案] D 4．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是( ) [解析]A项原子处于激发态；B项违背洪特规则；C项原子也处于激发态；D项原子处于基态，其能量处于最低状态，故选D。 [答案] D 5．(双选)以下电子排布式不是基态原子的电子排布的是( )
A．1s12s1B．1s22s12p1 C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s1 [解析]基态原子的电子排布是能量最低的。 [答案]AB 6．下列各原子或离子的电子排布式错误的是( ) A．Na＋1s22s22p6B．F 1s22s22p5 C．Cl－1s22s22p63s23p5D．Ar 1s22s22p63s23p6 [解析]本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p能级有3个轨道，最多可容纳6个电子，电子总是从能量低的电子层、原子轨道排列，Cl －应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构，所以Cl－的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。 [答案] C 7．观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( ) A．一个小黑点表示1个自由运动的电子 B．1s轨道的电子云形状为圆形的面 C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转 D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少 [解析]尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远，出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子，而表示电子曾经出现过的位置。 [答案] D 8．以下电子排布式是激发态原子的电子排布的是( ) A．1s22s1B．1s22s22p1 C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63p1 [解析]基态原子的电子排布式符合能量最低原理。A、B、C均为基态，D项1s22s22p63p1为激发态，其基态应为1s22s22p63s1。 [答案] D 9．(双选)A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和