El principio de exclusión de Pauli,
fue desarrollado por el físico austriaco Ernst Pauli en el año 1925. Este
principio de la cuántica dice que dos partículas ( concretamente fermiones) que
tiene los números cuánticos con los que constan idénticos, no pueden existir.
Esto significa que dos electrones
( fermiones) que se encuentren en un átomo no
podrán poseer a la vez iguales números cuánticos.
Este hecho explicaría que los electrones se dispersen en capas o niveles en
torno al núcleo del átomo y por lo cual, los átomos que posean mayor número de
electrones ocupen mayor espacio, debido a que aumenta el número de capas de las
que consta el átomo. El número máximo de electrones que puede tener una capa o
nivel es de 2n^2.
Para poder describir de forma completa al electrón
dentro del átomo de hidrógeno, necesitamos introducir obligatoriamente un
cuarto número cuántico a los ya conocidos. Dicho cuarto número cuántico se
representa por las letras ms, y es conocido como el número cuántico de spin, el
cual se encuentra relacionado estrechamente con las propiedades magnéticas que
presentan los electrones. El número cuántico ms, tan sólo puede tener dos
valores diferentes, +1/2 o -1/2. A los electrones cuyos valores de ms son
iguales, se dice que cuentan con lo que se conoce como spines paralelos, sin
embargo, si los valores que presenta ms son distintos se dice que poseen spines
opuestos o también llamados antiparalelos.Para poder describir a un orbital, se
necesitan tres números cuánticos ( los números n, l y ml), a la vez que un
electrón que se encuentra en un átomo viene dado por una combinación de cuatro
números cuánticos, los tres principales más el número ms. El principio de exclusión de Pauli nos dice que en un
átomo es imposible que coexistan dos electrones con los cuatro números
cuánticos idénticos. Según establece este principio, en un orbital de tipo
atómico, que se encuentra determinado por los números cuánticos n, l, y ml,
solamente pueden haber dos electrones: uno de ellos con un spin positivo +1/2 y
otro con su contrario spin negativo -1/2.Entonces decimos que cada uno de los tipos de
orbitales solamente puede contener 2 electrones como máximos, los cuales
deberán obligatoriamente tener spines contrarios. Estos electrones tendrán
todos sus números cuánticos iguales , y tan sólo se diferenciarán en el número
cuántico ms ( spin).
Para entenderlo mejor, cuando
distribuimos los electrones por capas, representamos un orbital con una flecha
hacia arriba y otra hacia abajo, lo cual nos indicará que hay dos electrones en
dicho orbital, pero que poseen spines diferentes. Este tipo de representación
se conoce como configuración electrónica. Para
realizar dicha representación de llenado de orbitales electrónicos, se comienza
llenado el orbital S,, para seguidamente continuar con el siguiente orbital.
Vamos insiriendo los electrones de uno en uno hasta completar enteramente el
espacio del que cuenta el orbital
El principio de exclusión de Pauli también explica
la estabilidad de la que constan los orbitales atómicos, así como la presión
que realiza la materia degenerada.
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