Principio di esclusione di Pauli

Principio di esclusione di Pauli, asserzione che non possono essere contemporaneamente due elettroni in un atomo nello stesso stato o configurazione, proposto (1925) dal fisico austriaco Wolfgang Pauli per spiegare i modelli osservati di emissione di luce dagli atomi. Il principio di esclusione successivamente è stato generalizzato per includere unintera classe di particelle di cui lelettrone è solo un membro.

Le particelle subatomiche si dividono in due classi, in base al loro comportamento statistico. Quelle particelle a cui si applica il principio di esclusione di Pauli sono chiamate fermioni; quelli che non obbediscono a questo principio sono chiamati bosoni. Quando in un sistema chiuso, come un atomo per elettroni o un nucleo per protoni e neutroni, i fermioni sono distribuiti in modo che un dato stato sia occupato solo da uno alla volta.

Le particelle che obbediscono al principio di esclusione hanno un valore caratteristico di spin, o momento angolare intrinseco; la loro rotazione è sempre un multiplo di un numero intero dispari della metà. Nella visione moderna degli atomi, lo spazio che circonda il nucleo denso può essere pensato come costituito da orbitali, o regioni, ciascuna delle quali comprende solo due stati distinti. Il principio di esclusione di Pauli indica che, se uno di questi stati è occupato da un elettrone della metà di spin, laltro può essere occupato solo da un elettrone di spin opposto, o della metà di spin negativo. Un orbitale occupato da una coppia di elettroni di spin opposto è riempito: nessun altro elettrone può entrarvi finché uno della coppia non lascia libero lorbitale. Una versione alternativa del principio di esclusione applicato agli elettroni atomici afferma che due elettroni non possono avere gli stessi valori di tutti e quattro i numeri quantici.