Principiul excluderii Pauli Definiția

Principiul de excludere Pauli afirmă că nici doi electroni (sau alți fermioni) nu pot avea starea mecanică cuantică identică în același atom sau moleculă. Cu alte cuvinte, nicio pereche de electroni dintr-un atom nu poate avea aceleași numere cuantice electronice n, l, m_L, si m_s. O altă modalitate de a declara principiul excluderii Pauli este să spunem că funcția de undă totală pentru două fermiuni identice este antisimetrică în cazul în care particulele sunt schimbate.

Principiul a fost propus de fizicianul austriac Wolfgang Pauli în 1925 pentru a descrie comportamentul electronilor. În 1940, el a extins principiul la toate fermiunile din teorema de statistici spin. Bosonii, care sunt particule cu un spin întreg, nu respectă principiul excluderii. Deci bosoni identici pot ocupa aceeași stare cuantică (de exemplu fotoni în lasere). Principiul de excludere Pauli se aplică numai particulelor cu rotire cu jumătate întreagă.

Principiul de excludere și chimie Pauli

În chimie, principiul excluderii Pauli este utilizat pentru a determina structura de coji de electroni a atomilor. Acesta ajută la prezicerea ce atomi vor partaja electroni și vor participa la legăturile chimice.

Electronii care sunt în același orbital au primii trei număr cuantic identici. De exemplu, cei 2 electroni din învelișul unui atom de heliu sunt în subsolul 1s cu n = 1, l = 0 și m_L = 0. Momentele lor de rotire nu pot fi identice, deci unul este m_s = -1/2, iar celălalt este m_s = +1/2. Din punct de vedere vizual, desenăm acest lucru ca o subsemnă cu 1 electron „sus” și 1 electron „jos”.

În consecință, subschell-ul 1s poate avea doar doi electroni, care au rotiri opuse. Hidrogenul este descris ca având o subsolă 1s cu 1 electron "în sus" (1s)¹). Un atom de heliu are 1 electron „în sus” și 1 electron „în jos” (1s)²). Trecând la litiu, aveți miezul de heliu (1s²) și apoi încă un electron „sus” care este 2s¹. În acest fel, se scrie configurația electronilor orbitalilor.