2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Paulijev princip isključenja, razvio je austrijski fizičar Ernst Pauli 1925. godine. Ovaj kvantni princip kaže da dvije čestice (posebno fermioni) imaju kvantne brojeve s kojima su identični, ne mogu postojati.
Ovo znači da dva elektrona (fermiona) u atomu ne mogu imati iste kvantne brojeve u isto vrijeme. Ova činjenica bi objasnila da su elektroni raspršeni u slojevima ili nivoima oko jezgra atoma i stoga atomi koji imaju veći broj elektrona zauzimaju više prostora, zbog povećanja broja slojeva od kojih se atom sastoji. Maksimalni broj elektrona koji školjka ili nivo može imati je 2n^2.
Da bismo u potpunosti opisali elektron unutar atoma vodika, moramo uvesti četvrti kvantni broj onima koji su već poznati. Ovaj četvrti kvantni broj predstavljen je slovima ms i poznat je kao spin kvantni broj, koji je usko povezan sa magnetnim svojstvima elektrona. Kvantni broj ms može imati samo dvije različite vrijednosti, +1/2 ili -1/2. Za elektrone čije su vrijednosti ms jednake kaže se da imaju ono što je poznato kao paralelni spinovi, međutim, ako su vrijednosti ms različite, kaže se da imaju suprotne spinove ili se također nazivajuantiparalelno.
Da bi se opisala orbitala potrebna su tri kvantna broja (brojevi n, l i ml), dok je elektron pronađen u atomu dat kombinacijom četiri kvantna broja, tri glavna plus broj gospođa. Paulijev princip isključenja nam govori da je u atomu nemoguće da dva elektrona sa četiri identična kvantna broja koegzistiraju. Prema ovom principu, u orbitali atomskog tipa, koja je određena kvantnim brojevima n, l i ml, mogu postojati samo dva elektrona: jedan sa pozitivnim spinom +1/2 i drugi sa suprotnim spinom negativnim -1 /2.
Onda kažemo da svaka od vrsta orbitala može sadržavati najviše 2 elektrona, koji nužno moraju imati suprotne spinove. Ovi elektroni će imati sve svoje kvantne brojeve iste, a razlikovat će se samo u kvantnom broju ms (spin).
Da bismo to bolje razumjeli, kada distribuiramo elektrone po školjkama, predstavljamo orbitalu sa strelicom usmjerenom prema gore i drugom prema dolje, što će ukazati da postoje dva elektrona u toj orbitali, ali imaju različite okrete. Ovaj tip predstavljanja je poznat kao elektronska konfiguracija. Da bi se izvršilo navedeno predstavljanje punjenja elektronskih orbitala, orbitala S počinje se puniti, a zatim nastavlja sa sljedećom orbitalom. Ubacujemo elektrone jedan po jedan dok u potpunosti ne upotpunimo prostor orbitale
ThePaulijev princip isključenja također objašnjava stabilnost atomskih orbitala, kao i pritisak koji vrši degenerirana materija.
