Prinsip pengecualian Pauli tidak menyebutkan dua elektron (atau fermion lain) dapat memiliki keadaan mekanika kuantum yang sama atom atau molekul. Dengan kata lain, tidak ada pasangan elektron dalam atom yang dapat memiliki elektronik yang sama angka kuantum n, l, ml, dan ms. Cara lain untuk menyatakan prinsip eksklusi Pauli adalah dengan mengatakan fungsi gelombang total untuk dua fermion identik adalah antisimetrik jika partikel-partikel tersebut dipertukarkan.
Prinsip ini diusulkan oleh fisikawan Austria Wolfgang Pauli pada tahun 1925 untuk menggambarkan perilaku elektron. Pada tahun 1940, ia memperluas prinsip ke semua fermion dalam teorema spin-statistics. Boson, yang merupakan partikel dengan putaran bilangan bulat, tidak mengikuti prinsip pengecualian. Jadi, boson identik dapat menempati status kuantum yang sama (mis., Foton dalam laser). Prinsip pengecualian Pauli hanya berlaku untuk partikel dengan putaran setengah bilangan bulat.
Prinsip dan Kimia Pengecualian Pauli
Dalam kimia, prinsip eksklusi Pauli digunakan untuk menentukan struktur kulit elektron. Ini membantu untuk memprediksi atom mana yang akan berbagi elektron dan berpartisipasi dalam ikatan kimia.
Elektron yang berada dalam orbit yang sama memiliki tiga bilangan kuantum pertama yang identik. Sebagai contoh, 2 elektron dalam kulit atom helium berada dalam subkulit 1s dengan n = 1, l = 0, dan ml = 0. Momen putaran mereka tidak dapat identik, jadi satu adalah ms = -1/2 dan yang lainnya ms = +1/2. Secara visual, kita menggambar ini sebagai subkulit dengan 1 elektron "atas" dan 1 "turun".
Akibatnya, subkulit 1s hanya dapat memiliki dua elektron, yang memiliki putaran berlawanan. Hidrogen digambarkan memiliki subkulit 1s dengan 1 "atas" elektron (1s1). Atom helium memiliki 1 elektron "naik" dan 1 "turun" (1s2). Pindah ke lithium, Anda memiliki inti helium (1s2) dan kemudian satu lagi elektron "naik" yaitu 2s1. Lewat sini, konfigurasi elektron orbital ditulis.