Hvad er Pauli -ekskluderingsprincippet?
Med applikationer inden for kemi og kvantemekanik omhandler Pauli -ekskluderingsprincippet placeringen af elektroner i et atom. Princippet siger, at hvert elektron i et atom skal have unikke kvantetal. Kvantetal indikerer underskalet og størrelsen, placeringen og energiniveauet for orbitaler, hvor elektronerne kan findes, såvel som spin af hver elektron.
I et atom kredserer elektronerne kernen. De områder, hvor specifikke elektroner optager plads, kaldes orbitaler, og orbitaler samles sammen i underskaller. Antallet af elektroner i en given orbital eller underskal dikteres af befalingen af Pauli -eksklusionsprincippet, der siger, at ingen to elektroner kan have identiske kvantetal. Der er fire kvantetal for elektroner, der sammen angiver elektronens generelle placering i et givet atom. Kvantetalene kaldes rektor, azimuthal, magnetisk og spin.
Det principielle kvanteantal angiver energiniveauet og SIZe af en given orbital. Energi øges, når elektroniske orbitaler flytter far væk fra kernen. Dette kvantetal er angivet med et heltal. Når videnskabsmand bemærker placeringen af et elektron i et atom, er det principielle kvantetal den første ting, der er skrevet.
De azimuthale og magnetiske kvantetal giver information om underskalet til en orbital. Angiver den faktiske underskal, dikterer den azimuthal information om dette underskal. Den magnetiske bestemmer, hvor mange orbitaler der er i et givet underskal, og angiver, i hvilken af disse orbitaler elektronet ligger. Selvom det azimuthale antal kan angives med et tal, skrives den videnskabelige notation for det som et bogstav: S, P, D eller F. Det magnetiske kvantetal er angivet med et superscript -tal i videnskabelig notation, men er anført som enten nul eller et positivt eller negativt tal ellers.
Spin af et elektronkan enten være med uret eller mod uret. Pauli -ekskluderingsprincippet dikterer, at hver elektron i en orbital skal dreje i en anden retning. Da der kun er to muligheder, kan kun to elektroner besætte den samme orbital og forblive unik. Spins betegnes med en positiv eller negativ " 1 / 2 " eller ved pile, der peger op eller ned.
Pauli -ekskluderingsprincippet tjener som grundlag for at forklare binding mellem atomer samt videnskabelige regler og fænomener. Det har applikationer i Hunds regel og bandteori. Derudover hjælper det med at bestemme, hvornår og hvordan stjerner kollapser i den hvide dværg- og neutronstjerne i deres eksistenser.