Pauli izslēgšanas princips neparedz divus elektroni (vai citiem fermioniem) var būt identisks kvantu mehāniskais stāvoklis atoms vai molekula. Citiem vārdiem sakot, nevienam elektronu pārim atomā nevar būt viens un tas pats elektroniskais kvantu skaitļi n, l, ml, un ms. Vēl viens veids, kā noteikt Pauli izslēgšanas principu, ir teikt, ka divu vienādu fermiju kopējā viļņa funkcija ir antisimetriska, ja daļiņas tiek apmainītas.
Principu ierosināja austriešu fiziķis Volfgangs Pauli 1925. gadā, lai aprakstītu elektronu uzvedību. 1940. gadā viņš attiecināja šo principu uz visiem fermentiem centrifūgas statistikas teorēmā. Bosoni, kas ir daļiņas ar veselu skaitli, neietver izslēgšanas principu. Tātad identiski bozoni var aizņemt vienu un to pašu kvantu stāvokli (piemēram, fotoni lāzeros). Pauli izslēgšanas princips attiecas tikai uz tām daļiņām, kuru grieziens ir pa veselam skaitlim.
Paulu izslēgšanas princips un ķīmija
Ķīmijā atomu elektronu apvalka struktūras noteikšanai izmanto Pauli izslēgšanas principu. Tas palīdz paredzēt, kuri atomi dalīsies ar elektroniem un piedalīsies ķīmiskajās saitēs.
Elektroniem, kas atrodas vienā orbītā, ir identiski pirmie trīs kvantu skaitļi. Piemēram, 2 elektroni hēlija atoma apvalkā atrodas 1s apakššellā ar n = 1, l = 0 un ml = 0. Viņu griešanās momenti nevar būt identiski, tāpēc viens ir ms = -1/2, un otrs ir ms = +1/2. Vizuāli mēs to uzzīmējam kā apakššūnu ar 1 "uz augšu" elektronu un 1 "uz leju" elektronu.
Rezultātā 1s subhellā var būt tikai divi elektroni, kuriem ir pretēji griezieni. Ūdeņradim ir attēlots 1s apakššells ar 1 "uz augšu" elektronu (1s1). Hēlija atomam ir 1 "uz augšu" un 1 "uz leju" elektrons (1 s2). Pārejot pie litija, jums ir hēlija kodols (1 s2) un pēc tam vēl viens "uz augšu" elektrons, kas ir 2s1. Pa šo ceļu, elektronu konfigurācija no orbitāļiem ir uzrakstīts.