Apresentação do Princípio de Exclusão de Pauli
O princípio de exclusão de Pauli, enunciado pelo físico suiço de origem austríaca Wolfgang Pauli em 1925, constitui um importante postulado da mecânica quântica que afirma que dois fermiões idênticos não podem ocupar simultaneamente o mesmo estado quântico. Este princípio é de extrema importância já que os principais constituintes da matéria ordinária (electrões, protões e neutrões), sendo fermiões, têm que lhe obedecer. De facto, muitas propriedades físicas e químicas observadas na matéria, como a sua estabilidade, as regularidades expressas na tabela periódica ou as ligações químicas entre os elementos, devem-se ao princípio de exclusão de Pauli.
Uma das implicações mais visíveis do princípio de exclusão de Pauli é observado nos electrões, um dos fermiões que compõem o átomo. Segundo este princípio, cada estado quântico num sistema físico pode ser ocupado, no máximo, por um electrão. Considerando o átomo como um sistema físico, daqui se deduz que não é possível que existam dois electrões com a mesma energia (isto é, ocupando a mesma camada no átomo) e que possuam os mesmos números quânticos. Desta forma, o número máximo de electrões numa camada ou orbital é de dois e os seus spins terão de ser opostos. O princípio da exclusão de Pauli coloca assim limitações ao princípio da energia mínima que afirma que todo o sistema tem uma tendência natural para se manter no estado de energia mínima possível pelo que, no caso dos átomos, os electrões teriam tendência para se concentrar na primeira orbital, junto ao núcleo. Com base nestes dois princípios e com o apoio da Regra de Hund, é possível efectuar a distribuição dos electrões de qualquer átomo pelas diferentes orbitais no átomo e, consequentemente, deduzir toda a tabela periódica dos elementos.
