Principio de exclusión de pauli
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Principio de exclusión de pauli Principio de exclusión de pauli Document Transcript

  • Principio de exclusión de PauliEl principio de exclusión de Pauli fue un principio cuántico enunciado por WolfgangErnst Pauli en 1925. Establece que no puede haber dos fermiones con todos susnúmeros cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado cuántico de partículaindividual) en el mismo sistema cuántico ligado.1 Perdió la categoría de principio, puesderiva de supuestos más generales: de hecho, es una consecuencia del teorema de laestadística del spin.1El principio de exclusión de Pauli sólo se aplica a fermiones, esto es, partículas queforman estados cuánticos antisimétricos y que tienen espín semientero. Son fermiones,por ejemplo, los electrones y los quarks (estos últimos son los que forman los protonesy los neutrones). El principio de exclusión de Pauli rige, así pues, muchas de lascaracterísticas distintivas de la materia. En cambio, partículas como el fotón y el(hipotético) gravitón no obedecen a este principio, ya que son bosones, esto es, formanestados cuánticos simétricos y tienen espín entero. Como consecuencia, una multitudde fotones puede estar en un mismo estado cuántico de partícula, como en los láseres.Es sencillo derivar el principio de Pauli, basándonos en el artículo de partículasidénticas. Los fermiones de la misma especie forman sistemas con estados totalmenteantisimétricos, lo que para el caso de dos partículas significa que:(La permutación de una partícula por otra invierte el signo de la función que describe alsistema). Si las dos partículas ocupan el mismo estado cuántico , el estado delsistema completo es . Entonces,así que el estado no puede darse. Esto se puede generalizar al caso de más de dospartículas.ConsecuenciasEl caso más conocido por su amplia utilización el campo de la química y física átomicaes en el sistema cuántico del átomo de Shrödinger siendo los fermiones los electrones.Por ello es la versión más conocida de este lema: "Dos electrones en la corteza deun átomo no pueden tener al mismo tiempo los mismos números cuánticos".Otro fenómeno físico del que es responsable el principio de Pauli es elferromagnetismo, en el que el principio de exclusión implica una energía de intercambioque induce al alineamiento paralelo de electrones vecinos (que clásicamente sealinearían antiparalelamente).
  • PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULIEsta regla establece que por cada espacio o tipo de orbital, puede contenerúnicamente 2 electrones, y con spin contrario. El par de electrones, tienen 3 númeroscuánticos iguales y difiere en el número cuántico de spin.Por ejemplo al distribuir los electrones por niveles, un mismo espacio de orbital tieneuna flecha hacia arriba y hacia abajo .La representación se llama configuraciónelectrónica desarrollada, donde cada flecha indica un electrón , (+1/2) y ¯ (-1/2).PRINCIPIO DE MAXIMA MULTIPLICIDAD DE HUNDCuando se realiza el llenado electrónico primero se llena el orbital "s" y se continúa conel siguiente orbital del mismo nivel. Los electrones se acomodan de uno en uno hastallenar todos los espacios de ese orbital , colocando el electrón con el mismo spin(flecha hacia arriba) y se regresa con el primer espacio colocando la flecha en sentidocontrario para empezar a llenar en el mismo orden todos los espacios.En un mismo orbital pueden quedar espacios vacíos o espacios semillenos. Porejemplo el Flúor con Z = 9 , acomoda sus nueve electrones entre el primer y el segundonivel , eso se representa en una configuración condensada.9 F 1s2/2s22p5En una representación de configuración desarrollada, desde el acomodo del primerelectrón, hasta el electrón número nueve, el llenado se haría de la siguiente forma:9 F
  • Nota : el símbolo indíca el último electrón .