اصل طرد پاولی

وقتی که مدل اتمی بور با موفقیت ارائه و پذیرفته شد، این پرسش مطرح شد که الکترون ها در سیستم سنگین چگونه سازمان پیدا می کنند. معادله شروینگر هیچگونه جواب قانع کننده ای برای این پرسش نداشت. چون مطابق این معادله اگر دمای یک سیستم را به دمای نزدیک به دمای صفر مطلق نزدیک کنیم آنگاه انتظار می رود که تمام الکترون های یک اتم به پایین ترین سطح انرژی (n=1) منتقل می شوند، اما نتایج تجربی طیف شناس ها را نمی توان با این فرض توضیح داد. تا اینکه فردی بنام ولفگانگ پاولی توانست این معما را حل کند. وی نظریه ای پیشنهاد داد که امروزه این نظریه به اصل طرد پاولی معروف است.
مطابق این اصل در یک اتم در حالت پایه، هیچ دو الکترونی را نمی توان یافت که هر چهار عدد کوانتمی آن ها یکسان باشد. اعداد کوانتمی الکترون ها عبارت اند از :
1)عدد کوانتمی اصلی که با n نشان داده می شود.
2)عدد کوانتمی فرعی (مداری ) که با L نشان داده می شود.
3)عدد کوانتمی مغناطیسی که با m نشان داده می شود.
4)عدد کوانتمی اسپین که با s نشان داده می شود.
مثلا در اتم لیتیم که دارای سه الکترون است داریم :

(برای الکترون اولی ) n= 1 ; L=0 ; m=0 ; s=-1/2
(برای الکترون دومی) s=+1/2

(برای الکترون لایه ظرفیت) n= 2 ; L=0 ; m=0 ; s=+1/2
پس با مثال بالا مشاهده شد که در لایه اول ، عدد کوانتمی اصلی و فرعی و مغناطیسی الکترون ها یکسان است اما عدد اسپین آن ها باهم فرق می کند. در لایه دوم، عدد کوانتمی اصلی الکترون با دو الکترون دیگر متفاوت است.
این قضیه را نیز می توان برای دیگر اتم بررسی کرد.