Я хотел бы предварить это извинениями: у меня нет формального обучения QP, и большую часть того, что я знаю, я получил, читая Википедию. Таким образом, было бы очень полезно, если бы какие-либо ответы учитывали отсутствие у меня реальных знаний!
Я немного смущен тем, как работает принцип запрета Паули в случае электронных оболочек, где электронов больше двух. Мое понимание принципа запрета Паули состоит в том, что два электрона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии.
На странице Википедии о принципе исключения Паули говорится:
Для двух электронов, находящихся на одной орбитали, , , и одинаковые, так что должны быть разными и электроны имеют противоположные спины.
Для меня это имеет смысл, потому что я знаю, что на самой нижней орбитали есть пара электронов с противоположными спинами - положительная и отрицательная половина.
Затем на странице Quantum number написано (выделено мной):
У электрона есть спин , следовательно будет , что соответствует «вращению» и «противоположному вращению». Каждый электрон на любой отдельной орбитали должен иметь разные спины из-за принципа запрета Паули, поэтому орбиталь никогда не содержит более двух электронов .
Вот тут я запутался. Насколько я понял, электроны были сгруппированы в оболочки общего количества , на основе кумулятивных наборов подоболочек, содержащих электронов каждый. Но если только два электрона могут находиться в одной и той же оболочке, то как может быть оболочка с 6, 10 или даже 14 электронами?
Четыре утверждения, которые я бы сделал:
Одно из них должно быть ложным, иначе я что-то упускаю. Где я неправ? Как модель электронной оболочки согласуется с принципом запрета Паули?
Я думаю, ваша путаница разъясняется довольно просто: вы путаете термины «орбиталь» и «электронная оболочка». Орбиталь характеризуется тремя квантовыми числами . Эта терминология имеет смысл, поскольку эти три числа вместе полностью определяют пространственную составляющую волновой функции.
Однако это оставляет свободу в спиновой составляющей: . Отсюда непосредственно следует, что каждая орбиталь (т. е. фиксированная пространственная волновая функция) соответствует не более чем электроны.
Вы совершенно правы, что оболочки, которые маркируются только главным квантовым числом и иметь фиксированную энергию (по крайней мере, в первом приближении), может содержать электроны. Если вы внимательно прочитаете, то увидите, что никто и никогда не утверждал, что электронная оболочка может содержать только электроны (если это не оболочка). Недавний связанный с моим ответом можно найти здесь .
Дану