Core Science · FI

Pauli exclusion principle

Huomaa tämä

Tiede jää mieleen, kun määritelmä yhdistyy johonkin mitattavaan tai havaittavaan.

Miten päätellä

HavaintoYhdistä havainto malliin: tarkista mikä suure muuttuu, mikä pysyy vakiona ja miten tämä näkyy mitattavassa tuloksessa.

YhteysYhdistä havainto malliin: tarkista mikä suure muuttuu, mikä pysyy vakiona ja miten tämä näkyy mitattavassa tuloksessa.

Johtopäätös

Sovellus

Tiede jää mieleen, kun määritelmä yhdistyy johonkin mitattavaan tai havaittavaan.

Tarkista ymmärryksesi

Mendeleev.com · science written for curious humans

Neljä kvanttilukua

Paulin kieltosääntö sanoo, etteivät kaksi identtistä fermionia voi olla täsmälleen samassa kvanttitilassa. Atomissa tämä tarkoittaa, ettei kahdella elektronilla voi olla samoja kaikkia neljää kvanttilukua. Sääntö määrää orbitaalien kapasiteetin ja vaikuttaa suoraan jaksollisen järjestelmän rakenteeseen.

Avaruudellisen orbitaalin määräävät n, l ja m_l. Elektronilla on lisäksi spinprojektion kvanttiluku m_s=+1/2 tai −1/2. Kaksi elektronia voi jakaa saman avaruudellisen orbitaalin vain vastakkaisilla spinarvoilla.

Pauli ei ole uusi klassinen hylkimisvoima. Identtisten fermionien kokonaisaaltofunktio vaihtaa merkkiä, kun kaksi hiukkasta vaihdetaan keskenään. Jos niiden kaikki yhden hiukkasen tilat olisivat identtiset, antisymmetrinen kokonaisfunktio katoaisi.

Kun yhden orbitaalin kaksi spin-tilaa on täynnä, seuraavien elektronien on mentävä muihin orbitaaleihin ja lopulta uusiin kuoriin. Tämän vuoksi elektronit eivät kaikki kasaannu alimpaan 1s-tilaan ja alkuaineille syntyy toistuva kuorirakenne.

Pauli rajaa sallitut miehitykset; Hundin sääntö valitsee degeneroituneiden orbitaalien sallituista vaihtoehdoista yleensä pienemmän energian jakautuman. Ne ovat siis toisiaan täydentäviä, eivät kilpailevia sääntöjä.