파울리 배타 원리

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1. 개요2. 오비탈에서3. 관련 항목

다전자 원자에서 전자가 채워지는 3가지 규칙: 쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙

1. 개요[편집]

Pauli exclusion principle.

1924년 물리학자 볼프강 에른스트 파울리가 제창한 원리이다.

같은 양자 상태에 두 개의 동일한 페르미온이 존재하지 못한다는 것을 말하고 있다. 두 개의 동일한 페르미온의 전체 파동 함수는 반대칭성 관계인 파동함수의 성질 때문이다. (즉, ψ(,x,,x,)=ψ(,x,,x,) \psi(\cdots,x,\cdots,x',\cdots) = -\psi(\cdots,x',\cdots,x,\cdots) ) 이 성질에 따르면 두 페르미온이 같은 상태에 있다면 상태를 바꾼 뒤에는 원래 파동함수에 마이너스를 곱한 것과 같아져야 하므로 파동함수가 0이라는 결론을 자연히 얻게 된다.(위의 식 표현에서 x=xx=x' 인 경우를 생각하면 된다.)

2. 오비탈에서[편집]

흔히 고등학교 과정에서 배우는 파울리의 배타원리는 특수한 경우이다. 자세히 말하자면 전자도 스핀이 1/2이기 때문에 페르미온인데, 하나의 원자에 서로 다른 전자의 n, l, m, s가 모두 같을 수 없으므로 n, l, m이 같은 경우는 s가 다르다는 것이다. 이때 각각 n, l, m, s는 주양자수, 방위양자수, 자기 양자수, 스핀 양자수를 가리킨다. 자세한 것은 오비탈 문서 참조.

4개의 양자수(주양자수, 방위 양자수, 자기 양자수, 스핀 양자수)가 모두 같은 전자 배치는 불가능하다.

전자 배치의 3대 원리 중에 유일하게 깨지지 않는 원리.

3. 관련 항목[편집]