O que é o princípio de exclusão de Pauli?
Com aplicações em química e mecânica quântica, o princípio de exclusão de Pauli trata da colocação de elétrons em um átomo. O princípio afirma que todo elétron em um átomo deve ter números quânticos únicos. Os números quânticos indicam o sub-invólucro e o tamanho, a localização e o nível de energia dos orbitais nos quais os elétrons podem ser encontrados, bem como o giro de cada elétron.
Em um átomo, elétrons orbitam o núcleo. As áreas em que elétrons específicos ocupam o espaço são chamadas orbitais, e os orbitais são agrupados em sub-conchas. O número de elétrons em um determinado orbital ou sub-invólucro é determinado pelos preceitos do princípio de exclusão de Pauli, que diz que dois elétrons não podem ter números quânticos idênticos. Existem quatro números quânticos para elétrons que, juntos, indicam a localização geral do elétron em um determinado átomo. Os números quânticos são chamados principal, azimutal, magnético e giratório.
O número quântico principal indica o nível de energia e o tamanho de um determinado orbital. A energia aumenta à medida que os orbitais de elétrons afastam o pai do núcleo. Este número quântico é indicado por um número inteiro. Quando o cientista anota a posição de um elétron em um átomo, o número quântico principal é a primeira coisa escrita.
Os números quânticos azimutal e magnético fornecem informações sobre a subcama de um orbital. Indicando o subshell real, o azimutal determina informações sobre esse subshell. O magnético determina quantos orbitais estão em um determinado subconjunto e indica em qual desses orbitais o elétron reside. Embora o número azimutal possa ser indicado por um numeral, a notação científica para ele é escrita como uma letra: s, p, d ou f. O número quântico magnético é indicado por um número sobrescrito em notação científica, mas é listado como zero ou como positivo ou negativo.
A rotação de um elétron pode ser no sentido horário ou anti-horário. O princípio de exclusão de Pauli determina que cada elétron em um orbital deve girar em uma direção diferente. Como existem apenas duas opções, apenas dois elétrons podem ocupar o mesmo orbital e permanecer únicos. Os giros são indicados por um " 1/2 " positivo ou negativo ou por setas apontando para cima ou para baixo.
O princípio de exclusão de Pauli serve como base para explicar a ligação entre átomos, bem como regras e fenômenos científicos. Possui aplicações na Regra e na Teoria da Banda de Hund. Além disso, ajuda a determinar quando e como as estrelas entram em colapso nos estágios da anã branca e da estrela de nêutrons de suas existências.