Princíp vylúčenia Pauliho neuvádza žiadne dva elektróny (alebo iné fermiony) môžu mať rovnaký kvantový mechanický stav atóm alebo molekula. Inými slovami, žiadny pár elektrónov v atóme nemôže mať rovnakú elektroniku kvantové čísla n, l, mla ms. Ďalším spôsobom, ako uviesť Pauliho vylučovaciu zásadu, je povedať, že funkcia celkovej vlny pre dva identické fermióny je antisymetrická, ak sa častice vymieňajú.
Tento princíp bol navrhnutý rakúskym fyzikom Wolfgangom Paulim v roku 1925 na popis správania elektrónov. V roku 1940 rozšíril zásadu na všetky fermiony v teórii rotačnej štatistiky. Bosóny, ktoré sú časticami s celočíselnou rotáciou, sa neriadia princípom vylúčenia. Takže identické bozóny môžu zaujímať rovnaký kvantový stav (napr. Fotóny v laseroch). Princíp vylúčenia Pauliho sa vzťahuje iba na častice s polovičným celočíselným otáčaním.
Princíp a chémia Pauliho vylúčenia
V chémii sa na určenie štruktúry atómov elektrónovej škrupiny používa Pauliho vylučovací princíp. Pomáha predpovedať, ktoré atómy budú zdieľať elektróny a podieľať sa na chemických väzbách.
Elektróny, ktoré sú v rovnakom obežnom obehu, majú rovnaké prvé tri kvantové číslo. Napríklad 2 elektróny v škrupine atómu hélia sú v 1s subshell s n = 1, l = 0 a ml = 0. Ich točivé momenty nemôžu byť rovnaké, takže jeden je ms = -1/2 a druhý je ms = +1/2. Vizuálne to nakreslíme ako podškrupinu s elektrónom 1 "up" a 1 "down".
V dôsledku toho môže 1-sekundová škrupina obsahovať iba dva elektróny, ktoré majú opačné točenie. Je znázornené, že vodík má 1s subshell s 1 "up" elektrónom (1s1). Atóm hélia má 1 elektrón „nahor“ a 1 „dole“ (1 s2). Po prechode na lítium máte jadro hélia (1 s2) a potom ešte jeden „up“ elektrón, ktorý je 2s1. Touto cestou, elektrónová konfigurácia orbitálov je napísaná.