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principio de Pauli

El principio de Pauli, o principio de exclusión pauliana, es una ley en la física, más precisamente en el campo de la física cuántica. El descubrimiento del principio de Pauli se remonta al científico austriaco Wolfgang Ernst Pauli, quien en 1925 formuló uno de los principios más fundamentales de la mecánica cuántica.

Pequeño recordatorio: la mecánica cuántica se ocupa de las leyes y los estados de la materia y de cómo se pueden calcular sus propiedades físicas (en el rango de tamaño de los átomos e inferior). Eso hace que el principio de Pauli sea especialmente relevante para la química.

Derivación del principio de Pauli

Básicamente, la definición del principio de Pauli está más allá de las normalizaciones que se aplican en la física clásica. Esto se basa en el supuesto de que en ningún momento se puede determinar si dos partículas en un átomo están en el mismo lugar o no. La consecuencia lógica: inicialmente son indistinguibles.

Como muestran los experimentos, para los orbitales (áreas extendidas con múltiples partículas) se puede determinar la probabilidad de dónde se encuentran los electrones. Estas áreas se superponen ocasionalmente, de modo que las partículas también pueden estar en la misma ubicación.

Definición del Principio de Pauli

Aquí es donde entra en juego el principio de Pauli de la física: dos electrones nunca pueden tener los mismos números cuánticos. Estas medidas de las propiedades de movimiento de un electrón proporcionan información sobre orbital, momento angular y giro. El principio de Pauli fija que dos electrones deben diferir en al menos uno de sus números cuánticos. Por lo tanto, se aplica a todas las partículas con espín de medio entero, llamadas fermiones. Estos incluyen no solo electrones sino también protones y neutrones. Los llamados bosones, que son responsables de la transferencia de fuerzas, no están sujetos al principio de Pauli.

La consecuencia del principio de Pauli

Al caracterizar los fermiones en el principio de Pauli, se puede demostrar que solo dos electrones siempre pueden encontrar espacio en un orbital. Desde el punto de vista de hoy, esto significa que cuando uno conmuta fermiones idénticos, la función de onda de un sistema cuántico se vuelve antisimétrica. Por lo tanto, se pueden extraer conclusiones precisas sobre la estructura y la diferenciación (Tabla periódica) de la materia. Además, la interacción de intercambio de los electrones, que define el principio de Pauli, es responsable del magnetismo.