1 Zakaz Pauliego Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Wojciech Sojka I rok II st. GiG, gr.: 4 Kraków, 18.04.2016 r. www.agh.edu.pl

2 Dmitrij Mendelejew www.agh.edu.pl

3

4 Wolfgang Pauli

5 Spin Spin - własny moment pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki.

6 Spin Przykład obracającego się ciała, które dopiero po obrocie o 720 stopni znajdzie się w tym samym stanie. Podobne właściwości ma fermion o spinie ½.

7 Fermiony Cząstki posiadające niecałkowity spin (spin połówkowy) wyrażony w jednostkach ћ=h/(2) (gdzie h jest stałą Plancka); Możliwymi wartościami niecałkowitymi spinu są nieparzyste wielokrotności ћ/2; Dla danej wartości spinu k/2 możliwymi wartościami rzutu spinu na dowolny kierunek są: -k/2, -(k/2 – 1), …, -1/2, 1/2, …, (k/2 – 1), k/2

8 Fermiony Elektrony mają zawsze spin równy 1/2 lub -1/2 Zgodnie z modelem standardowym fermiony są cząstkami elementarnymi "materii".

9 Stan kwantowy Liczby kwantowe: główna liczba kwantowa n=1, 2, 3, …; poboczna liczba kwantowa l=0, 1, …, n-1; magnetyczna liczba kwantowa m=-l, …, -1, 0, 1, …, l; spinowa liczba kwantowa s jest stałą liczbą dla danej cząstki magnetyczna spinowa liczba kwantowa m s =-s, -s+1, …, s-1, s

10 Zakaz Pauliego głosi, że prawdopodobieństwo znalezienia w układzie fermionów pary cząstek o jednakowych liczbach kwantowych jest równe zeru. Zakaz Pauliego

11 Nagroda Nobla z fizyki w 1945 r.

12 Zakaz Pauliego jako punkt wyjścia dla: zasady rozbudowy powłok elektronowych wyjaśnienia okresowości konfiguracji elektronowych atomów

13 Co wynika z Zakazu Pauliego? wszystkie właściwości chemiczne pierwiastków chemicznych – struktura orbitalowa; nieprzenikalność materii przez samą siebie; względna trwałość obiektów materialnych

14 Orbital Funkcja falowa będącą rozwiązaniem równania Schrödingera dla szczególnego przypadku układu jednego elektronu znajdującego się na jednej z powłok atomowych lub tworzących wiązanie chemiczne.

15

16 Orbitale: Atomowe - opisują wszystkie elektrony, które w danym momencie nie uczestniczą w tworzeniu wiązań chemicznych. Molekularne - opisują elektrony w cząsteczce, które w danym momencie mogą (ale nie muszą) tworzyć wiązania chemiczne: o Wiążące, o Antywiążące, o Niewiążące.

17

18

19 Konfiguracja elektronowa azotu, argonu i rubidu

20 Bibliografia 1.Feynman R.P., Leighton R.B., Sands M., 2002: Feynmana wykłady z fizyki. Mechanika kwantowa. Wydawn. Naukowe PWN. 2.Jancewicz B., 2006: Fizyka kwantowa. Wykład dla II/III roku fizyki. Wyd. Wrocław. 3.Informacje o Wolfgangu Paulim, https://pl.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Pauli, 16.04.2016. 4.Liboff R. L., 1987: Wstęp do mechaniki kwantowej. Wydawn. PWN. 5.Informacje o stanie układu kwantowego, http://portalwiedzy.onet.pl/21855,,,,stan_ukladu_kwantowego,hasl o.html, 16.04.2016.