Pauli Uitsluiting Principe Definitie

Het Pauli-uitsluitingsprincipe stelt dat geen twee elektronen (of andere fermionen) dezelfde kwantummechanische toestand in hetzelfde atoom of molecuul kunnen hebben. Met andere woorden, geen enkel paar elektronen in een atoom kan dezelfde elektronische kwantumgetallen n, l, m hebben_l, en M_s. Een andere manier om het uitsluitingsprincipe van Pauli te vermelden, is door te zeggen dat de totale golffunctie voor twee identieke fermionen antisymmetrisch is als de deeltjes worden uitgewisseld.

Het principe werd in 1925 voorgesteld door de Oostenrijkse natuurkundige Wolfgang Pauli om het gedrag van elektronen te beschrijven. In 1940 breidde hij het principe uit naar alle fermionen in de spin-statistiekstelling. Bosonen, deeltjes met een geheel getal, volgen niet het uitsluitingsprincipe. Identieke bosonen kunnen dus dezelfde kwantumtoestand bezetten (bijvoorbeeld fotonen in lasers). Het Pauli-uitsluitingsprincipe is alleen van toepassing op deeltjes met een half-gehele spin.

Het uitsluitingsprincipe en chemie van Pauli

In de chemie wordt het Pauli-uitsluitingsprincipe gebruikt om de elektronenschilstructuur van atomen te bepalen. Het helpt om te voorspellen welke atomen elektronen zullen delen en zullen deelnemen aan chemische bindingen.

Elektronen die zich in dezelfde baan bevinden hebben hetzelfde eerste drie kwantumgetal. De 2 elektronen in de schaal van een heliumatoom bevinden zich bijvoorbeeld in de 1s-subschaal met n = 1, l = 0 en m_l = 0. Hun spinmomenten kunnen niet identiek zijn, dus is men m_s = -1/2 en de andere is m_s = +1/2. Visueel tekenen we dit als een subschaal met 1 "omhoog" elektron en 1 "omlaag" elektron.

Bijgevolg kan de subschaal van de sec slechts twee elektronen hebben, die tegengestelde spins hebben. Waterstof wordt afgebeeld als hebbende een subschaal van 1s met 1 "op" elektron (1s¹). Een heliumatoom heeft 1 "omhoog" en 1 "omlaag" elektron (1s²). Als je doorgaat naar lithium, heb je de heliumkern (1s²) en dan nog een "op" elektron dat 2s is¹. Op deze manier wordt de elektronenconfiguratie van de orbitalen geschreven.