孪生姐妹，形影不离

你一定欣赏过那美丽的交谊舞吧：华尔兹、探戈、伦巴⋯⋯，一曲曲优美动听的舞曲，一对对动作优雅的舞伴。你知道吗？在我们的伟大设计师玻尔所设计的美丽的原子结构这个大舞池中，也有一对对喜欢“跳华尔兹”的舞伴，它就是电子。那么又是谁发现它们喜欢“跳交谊舞”呢？是一位独具慧眼的伯乐——杰出的物理学家泡利。

1925 年 1 月 16 日，泡利在一篇题为《原子内的电子群与光谱的复杂结构》的论文中指出：在一个原子中不能有两个或更多的电子处在完全相同的状态。这就是著名的“泡利不相容原理”。他也因此获得了 1945 年的诺贝尔物理奖。

然而，泡利的这对舞伴性格确实有点怪，她们是一对不可分辨的孪生姐妹，跳舞时总是喜欢沿着一定的量子化轨道绕着乐队（原子核）转圈，而且，她们还总是觉得沿相反方向转小圈才最舒服。

那么这对舞伴为什么会有这种“怪癖”呢？原来在量子力学诞生之后，玻尔为了解释氢光谱就为原子中的电子设计好了量子化轨道——电子只能在一定的分离轨道上运动。而且泡利原理提出之后，高特斯密特和乌伦贝

1克用实验验证，电子具有内禀自旋量子数。只有当两个电子的自旋光

全相反时，能量才最低，原子结构最稳定。这样，利用泡利原理，原子内部的电子分布和元素的周期律就得到了完美的解释。当然，对于元素周期表中那些原子序数为奇数的原子，其中总会有个电子找不到舞伴，她只好独自跳她的“华尔兹”了。不过，原子在形成化合物分子时，她又能找到自己的舞伴了。