Números cuánticos y probabilidad radial de los electrones

En este libro se ha escrito:

El norte s , ( norte 1 ) d , y ( norte 2 ) F los orbitales están tan cerca uno del otro en energía y se interpenetran entre sí tan extensamente.

Y en el artículo de wikipedia del principio de exclusión de Pauli se ha escrito:

El principio de exclusión de Pauli es el principio de la mecánica cuántica que establece que dos fermiones idénticos (partículas con spin semientero) no pueden ocupar el mismo estado cuántico simultáneamente. En el caso de los electrones en el átomo, se puede afirmar de la siguiente manera: es imposible que dos electrones de un átomo polielectrónico tengan los mismos valores de los cuatro números cuánticos.

¿Significa esto que dos electrones de un átomo pueden tener una probabilidad radial significativa en la misma ubicación incluso si están definidos por un conjunto diferente de números cuánticos?

¡Sí, claro! El principio de exclusión de Pauli se trata solo de los "números cuánticos", más correctamente, establece que "un sistema que contiene varios electrones debe describirse mediante una función propia total antisimétrica", que es la declaración más fuerte. La afirmación más débil es que dos electrones no pueden tener dos conjuntos idénticos de números cuánticos. No dice nada sobre la probabilidad o la energía o cualquier otro observable. Cualquier propiedad deducida que satisfaga la condición de la misma es puramente un resultado matemático y completamente de acuerdo con el principio
@PrasadMani, Muchas gracias. Escriba esto como respuesta para que pueda obtener la reputación que merece.

Respuestas (1)

¡Sí, claro! El principio de exclusión de Pauli se trata solo de los "números cuánticos", más correctamente, establece que "un sistema que contiene varios electrones debe describirse mediante una función propia total antisimétrica", que es la declaración más fuerte. La afirmación más débil es que dos electrones no pueden tener dos conjuntos idénticos de números cuánticos. No dice nada sobre la probabilidad o la energía o cualquier otro observable. Cualquier propiedad deducida que satisfaga la condición de la misma es puramente un resultado matemático y totalmente de acuerdo con el principio. Como bono,

Si consideramos que las variables espaciales de dos electrones (partículas idénticas) tienen casi los mismos valores, entonces sus funciones de onda son 'casi' idénticas si están en el mismo estado cuántico, es decir, ψ a ( 1 )     ψ a ( 2 ) y ψ b ( 1 )     ψ b ( 2 ) [la etiqueta 1 y 2 indican las coordenadas espaciales del electrón '1' y '2', es decir ( X 1 , y 1 , z 1 ) y ( X 2 , y 2 , z 2 ), y las etiquetas a y b para la función de onda denotan los tres números cuánticos norte , yo , metro de dos estados cuánticos diferentes].

En este caso, la función propia espacial antisimétrica que describe el sistema de dos electrones es

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

En resumen, el principio de exclusión de Pauli funciona de forma que se reduce a cero la densidad de probabilidad de encontrar la partícula en espacios muy próximos.