W 1869 r. Mendelejew jako pierwszy zauważył, że większość własności pierwiastków chemicznych jest okresową funkcją liczby atomowe \( Z \), określającej liczbę elektronów w atomie, co najlepiej uwidacznia się w odpowiednio skonstruowanym układzie okresowym pierwiastków. Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się jeżeli zebrać je w grupy zawierające 2, 8, 8, 18, 18, 32 elementów.
W 1925 r. Pauli podał prostą zasadę (nazywaną zakazem Pauliego), dzięki której automatycznie są generowane grupy o liczebności 2, 8, 18, 32. Pauli zapostulował, że
Ponieważ stan kwantowy charakteryzuje zespół czterech liczb kwantowych
więc zasada Pauliego może być sformułowana następująco
( \( n, l, m_{l}, s \)) = (1,0,0,± ½)
Dla \( n \) = 2 mamy:
( \( n, l, m_{l}, s \)) = (2,0,0,± ½), (2,1,1,± ½), (2,1,0,± ½), (2,1,-1,± ½).
Stąd wynika, że w stanie \( n \) = 2 może być 8 elektronów.
Treść zadania:
Spróbuj teraz pokazać, że w stanie \( n \) = 3 może znajdować się 18 elektronów. Zapisz liczby kwantowe odpowiadające tym orbitalom.( \( n, l, m_{l}, s \)) =
Rozwiązanie:
Dane:\( n = 3 \).
Dla \( n \) = 3 odpowiednie liczby kwantowe zgodnie z warunkami ( 1 ) wynoszą
( \( n, l, m_{l}, s \))= (3,0,0,± ½)
(3,1,1,± ½), (3,1,0,± ½), (3,1,-1,± ½)
(3,2,2,± ½), (3,2,1,± ½), (3,2,0,± ½), (3,2,-1,± ½), (3,2,-2,± ½)
W stanie \( n \) = 3 może znajdować się maksymalnie 18 elektronów
Na zakończenie warto dodać, że na podstawie danych doświadczalnych stwierdzono, że zasada (zakaz) Pauliego obowiązuje dla każdego układu zawierającego elektrony, nie tylko dla elektronów w atomach.