Kiến thức Phổ thông

Nguyên tắc loại trừ Pauli là gì?

Định nghĩa nguyên tắc loại trừ Pauli

Nguyên lý loại trừ Pauli nói rằng không có hai electron (hoặc các fermion khác) có thể có trạng thái cơ học lượng tử giống hệt nhau trong cùng một nguyên tử hoặc phân tử. Nói cách khác, không có cặp electron nào trong nguyên tử có thể có cùng số lượng tử điện tử n, l, ml và ms. Một cách khác để nêu nguyên tắc loại trừ Pauli là nói tổng hàm sóng cho hai fermion giống hệt nhau là không đối xứng nếu các hạt được trao đổi.

Nguyên lý này được đề xuất bởi nhà vật lý người Áo Wolfgang Pauli vào năm 1925 để mô tả hành vi của các electron. Năm 1940, ông đã mở rộng nguyên tắc cho tất cả các fermion trong định lý thống kê spin. Boson, là các hạt có spin nguyên, không tuân theo nguyên tắc loại trừ. Vì vậy, các boson giống hệt nhau có thể chiếm cùng một trạng thái lượng tử (ví dụ, các photon trong laser). Nguyên tắc loại trừ Pauli chỉ áp dụng cho các hạt có spin nửa nguyên.

Nguyên lý loại trừ Pauli và hóa học

Trong hóa học, nguyên lý loại trừ Pauli được sử dụng để xác định cấu trúc vỏ electron của các nguyên tử. Nó giúp dự đoán các nguyên tử nào sẽ chia sẻ electron và tham gia vào các liên kết hóa học.

Các electron trong cùng quỹ đạo có ba số lượng tử đầu tiên giống hệt nhau. Ví dụ, 2 electron trong vỏ của nguyên tử helium nằm trong lớp con 1s với n = 1, l = 0 và ml = 0. Khoảnh khắc spin của chúng không thể giống hệt nhau, vì vậy một là ms = -1/2 và khác là ms = +1/2. Trực quan, chúng ta vẽ nó như một lớp con với 1 electron “lên” và 1 “xuống” electron.

Kết quả là, lớp con 1s chỉ có thể có hai electron, có spin ngược nhau. Hydrogen được mô tả là có một lớp con 1s với 1 electron “lên” (1s1). Một nguyên tử helium có 1 electron “lên” và 1 “xuống” (1s2). Chuyển sang lithium, bạn có lõi helium (1s2) và sau đó thêm một electron “lên” là 2s1. Theo cách này, cấu hình electron của các quỹ đạo được viết.

Tìm hiểu: Hạt Muon là gì? - Định nghĩa hạt Muon Muon là một hạt cơ bản là một phần Mô hình chuẩn của vật lý hạt. Nó là một loại hạt lepton, tương tự như electron nhưng có khối lượng nặng hơn. Khối lượng của một muon khoảng 105,7 MeV / c 2, gấp khoảng 200 lần khối lượng của một… Đọc thêm
Chủ đề trong bài
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker