Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.16: Принцип виключення Паулі

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19396

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Кліпарт конверта з бульбашкою думки, який має @ всередині нього.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Pixabay:Nemo; Джерело: http://pixabay.com/en/mail-internet-icon-electronic-35636/(opens в новому вікні); Ліцензія: Pixelbay Ліцензія)

    Чи можете ви назвати одну річ, яка легко відрізняє вас від решти світу?

    І ми не говоримо про ДНК - це трохи дорого для послідовності. Для багатьох людей це їхня електронна адреса. Моя електронна адреса дозволяє людям у всьому світі зв'язатися зі мною. Він не належить нікому іншому, але служить для ідентифікації мене. Електрони також мають унікальний набір ідентифікаторів в квантових числах, які описують їх розташування і спін.

    Принцип виключення Паулі

    Коли ми дивимося на орбітальні можливості для даного атома, ми бачимо, що існують різні розташування електронів для кожного різного типу атома. Оскільки кожен електрон повинен зберігати свою унікальну ідентичність, ми інтуїтивно відчуваємо, що чотири квантові числа для будь-якого даного електрона не повинні точно збігатися з чотирма квантовими числами для будь-якого іншого електрона в цьому атомі.

    Для атома водню немає проблем, оскільки в\(\ce{H}\) атомі є лише один електрон. Однак для гелію ми бачимо, що перші три квантові числа для двох електронів однакові: однаковий енергетичний рівень, однакова сферична форма. Що відрізняє два електрони гелію - це їх спін. Один з електронів має\(+\frac{1}{2}\) спін, а інший електрон має\(-\frac{1}{2}\) спін. Отже, два електрони в\(1s\) орбіталі є унікальними і відмінними один від одного, тому що їх спини різні. Це спостереження призводить до принципу виключення Паулі, який стверджує, що жоден два електрони в атомі не може мати однаковий набір з чотирьох квантових чисел. Енергія електрона задається принциповим, кутовим і магнітним квантовими числами. Якщо ці три числа однакові для двох електронів, спінові числа повинні бути різними, щоб два електрони були диференційовані один від одного. Два значення спінового квантового числа дозволяють кожній орбіталі утримувати два електрони. На малюнку\(\PageIndex{2}\) показано, як позначаються електрони на схемі.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): На діаграмі орбітального заповнення квадрат являє собою орбіталь, а стрілки - електрони. Стрілка, спрямована вгору, представляє один напрямок обертання, тоді як стрілка, спрямована вниз, представляє інший напрямок обертання. (Кредит: CK-12 Foundation; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Резюме

    • Принцип виключення Паулі визначає межі того, наскільки однакові квантові числа можуть бути для двох електронів в одному атомі.

    Рецензія

    1. У чому різниця між двома гелієвими електронами?
    2. Що говорить принцип виключення Паулі?
    3. Що дозволяють два значення для спінового квантового числа?