Quantenzahlen und radiale Wahrscheinlichkeit der Elektronen

In diesem Buch wurde geschrieben:

Der N S , ( N 1 ) D , Und ( N 2 ) F Orbitale liegen energetisch so nahe beieinander und durchdringen sich gegenseitig so stark.

Und im Wikipedia-Artikel zum Pauli-Ausschlussprinzip steht geschrieben:

Das Pauli-Ausschlussprinzip ist das quantenmechanische Prinzip, das besagt, dass zwei identische Fermionen (Teilchen mit halbzahligem Spin) nicht gleichzeitig denselben Quantenzustand einnehmen können. Im Fall von Elektronen im Atom lässt sich Folgendes sagen: Es ist unmöglich, dass zwei Elektronen eines Polyelektronenatoms die gleichen Werte der vier Quantenzahlen haben.

Bedeutet dies, dass zwei Elektronen eines Atoms am selben Ort eine signifikante radiale Wahrscheinlichkeit haben können, selbst wenn sie durch unterschiedliche Sätze von Quantenzahlen definiert sind?

Ja, natürlich! Paulis Ausschlussprinzip bezieht sich nur auf die „Quantenzahlen“, genauer gesagt besagt es, dass „ein System, das mehrere Elektronen enthält, durch eine antisymmetrische Gesamteigenfunktion beschrieben werden muss“, was die stärkere Aussage ist. Die schwächere Aussage ist, dass keine zwei Elektronen zwei identische Sätze von Quantenzahlen haben können. Es sagt nichts über die Wahrscheinlichkeit oder die Energie oder irgendeine andere beobachtbare Größe aus. Jede abgeleitete Eigenschaft, die deren Bedingung erfüllt, ist ein rein mathematisches Ergebnis und ganz im Einklang mit dem Prinzip
@PrasadMani, vielen Dank. Bitte schreiben Sie dies als Antwort, damit Sie den verdienten Ruf erhalten.

Antworten (1)

Ja, natürlich! Paulis Ausschlussprinzip bezieht sich nur auf die „Quantenzahlen“, genauer gesagt besagt es, dass „ein System, das mehrere Elektronen enthält, durch eine antisymmetrische Gesamteigenfunktion beschrieben werden muss“, was die stärkere Aussage ist. Die schwächere Aussage ist, dass keine zwei Elektronen zwei identische Sätze von Quantenzahlen haben können. Es sagt nichts über die Wahrscheinlichkeit oder die Energie oder irgendeine andere beobachtbare Größe aus. Jede hergeleitete Eigenschaft, die deren Bedingung erfüllt, ist ein rein mathematisches Ergebnis und ganz im Einklang mit dem Prinzip. Als Prämie

Betrachten wir Raumvariablen zweier Elektronen (gleicher Teilchen) als nahezu gleich groß, so sind ihre Wellenfunktionen „nahezu“ gleich, wenn sie sich im gleichen Quantenzustand befinden, also ψ A ( 1 )     ψ A ( 2 ) Und ψ B ( 1 )     ψ B ( 2 ) [die Bezeichnungen 1 und 2 bezeichnen die räumlichen Koordinaten der Elektronen '1' und '2', dh ( X 1 , j 1 , z 1 ) Und ( X 2 , j 2 , z 2 ), und die Bezeichnungen a und b für die Wellenfunktion bezeichnen die drei Quantenzahlen N , l , M von zwei verschiedenen Quantenzuständen].

In diesem Fall ist die antisymmetrische Raumeigenfunktion, die das System aus zwei Elektronen beschreibt

1 2 [ ψ A ( 1 ) ψ B ( 2 ) ψ A ( 2 ) ψ B ( 1 ) ] 1 2 [ ψ B ( 1 ) ψ A ( 2 ) ψ B ( 1 ) ψ A ( 2 ) ] 0

Zusammenfassend funktioniert das Pauli-Ausschlussprinzip so, dass die Wahrscheinlichkeitsdichte, das Teilchen in sehr nahen Räumen zu finden, auf Null reduziert wird.