Можно ли объяснить существование электронов в оболочках с помощью принципа запрета Паули?

Question

Можно ли объяснить существование электронов в оболочках с помощью принципа запрета Паули?

Физика
орбитали
электроны
атомная физика
квантовая механика
Паули-исключение-принцип

чужой 4422

Знаете ли вы принцип запрета Паули? — «Не может быть двух частиц одновременно в одном и том же квантовом состоянии». Хорошо, можете ли вы использовать этот принцип, чтобы объяснить, почему электроны остаются в оболочках, а электроны в отдельных оболочках никогда не могут приблизиться к электронам в другой оболочке ближе, чем на определенную длину. Я где-то узнал, что принцип запрета Паули на самом деле говорит о том, что вы должны иметь возможность неразличимо идентифицировать два отдельных фермиона или что-то очень похожее на это. Ну, я понимаю, почему это происходит в первой оболочке (потому что есть только 2 электрона, и они имеют противоположные спины), но как это может относиться к оболочкам с более высокими электронами, например, ко 2-й оболочке с 4 электронами? Я также думаю, что есть уравнение, описывающее это, и я хотел бы знать, что это за уравнение. Любая помощь будет принята с благодарностью.

Джейкоб1729

Вы читали страницу википедии о принципе ауфбау ?

чужой 4422

Я сделал, но википедия не очень помогла

Чарли

Обратите внимание, что принцип запрета запрещает двум фермионам занимать состояния с одинаковыми квантовыми числами, 2-я энергетическая оболочка имеет 4 орбитали,

s^{x}

$s^x$ ,

p^{x}

$p^x$ ,

p^{y}

$p^y$ и

p^{z}

$p^z$ каждый из них может отдельно удерживать 2 электрона, так как их

l

$l$ и

m_{l}

$m_l$ квантовые числа разные.

Чарли

* Я не должен был прикреплять

x

$x$ на s-орбиталь, сейчас не могу отредактировать, моя ошибка.

Соломон Слоу

@Charlie, вы не можете редактировать комментарий через пять минут, но вы можете скопировать его текст в новый комментарий, а затем удалить старый.

Ответы (1)

Можно ли объяснить существование электронов в оболочках с помощью принципа запрета Паули?

Вы читали страницу википедии о принципе ауфбау ?
Я сделал, но википедия не очень помогла
Обратите внимание, что принцип запрета запрещает двум фермионам занимать состояния с одинаковыми квантовыми числами, 2-я энергетическая оболочка имеет 4 орбитали, $s^x$ , $p^x$ , $p^y$ и $p^z$ каждый из них может отдельно удерживать 2 электрона, так как их $l$ и $m_l$ квантовые числа разные.
* Я не должен был прикреплять $x$ на s-орбиталь, сейчас не могу отредактировать, моя ошибка.
@Charlie, вы не можете редактировать комментарий через пять минут, но вы можете скопировать его текст в новый комментарий, а затем удалить старый.

Гэндальф61 · Answer 1

Состояние связанного электрона в атоме описывается четырьмя квантовыми числами:

Главное квантовое число $n$ который принимает целые значения $1,2,3, \dots$ и определяет, на какой оболочке находится электрон.
Азимутальное квантовое число $l$ который принимает целые значения из $0$ к $n-1$ и определяет угловой момент электрона.
Магнитное квантовое число $m_l$ который принимает целые значения из $-l$ к $l$ .
Спиновое квантовое число $s$ который принимает значения $\pm \frac 1 2$ .

Затем принцип запрета Паули не позволяет двум связанным электронам иметь точно такой же набор значений для этих четырех квантовых чисел.

В ракушке $1$ у нас есть $n=1$ , $l=0$ , $m_l=0$ и $s=\pm \frac 1 2$ . Значит, на оболочке не более двух электронов. $1$ .

В ракушке $2$ у нас есть $n=2$ и $l=0, 1$ . Когда $l=0$ затем $m_l=0$ и $s=\pm \frac 1 2$ , что позволяет до $2$ электроны. Когда $l=1$ затем $m_l=-1, 0, 1$ и $s=\pm \frac 1 2$ , что позволяет до $6$ электроны. Так что есть максимум $8$ электроны в оболочке $2$ .

И. вообще может быть максимум $2n^2$ электроны в оболочке $n$ .

Можно ли объяснить существование электронов в оболочках с помощью принципа запрета Паули?

чужой 4422

Джейкоб1729

чужой 4422

Чарли

Чарли

Соломон Слоу

Ответы (1)

Гэндальф61

Квантовые числа и радиальная вероятность электронов

Электронные оболочки в атомах: что заставляет их существовать такими, какие они есть?

Действительно ли существует нулевая вероятность найти электрон в орбитальном узле?

Диаграмма Гротриана для гелия

Как объясняются линейчатые спектры после отказа/улучшения теории Бора?

Не могли бы вы показать мне окончательную модель атома, демонстрирующую движение электронов внутри него? [закрыто]

В модели атома Бора центростремительная сила уравновешивает электростатическую силу? [закрыто]

Как электрон «движется» по sss-орбитали?

Почему нельзя найти электроны внутри ядра, если существует бесконечное число орбиталей?

Почему сопряженная связь ππ\pi не нарушает принцип запрета Паули?