Atomok elektronkonfigurációjánál a az "s" pályából miért csak kettő lehet?

Mindegyik s pálya gömbszimmetrikus, így nincs orientációja.

A p pályából egy szinten három független lehet.

Továbbá a Pauli-megfigyelés szerint egy adott energiaszinten (pályán) max 2 elektron lehet, ezek is ellentétes spinkvantumszámúak: +1/2 és -1/2.

Az "s" pálya az gömbhéj, a "p" pálya az pedig piskóta alakú. Ezért lehet utóbbiból három, egymásra merőlegesen.

És miután betöltődött a "p" pálya, a következő elektron ismét egy "s" pályára kerül. Nézz csak meg egy nagyobb rendszámú atomot! Van benne 3s, de még 4s pálya is.

A pályák betöltési sorrendje attól függ, hogy melyiknek kisebb az energiaszintje.

Az s pályán azért van kettő, mert "egy helyen" lehet kettő, ellentétes spinekkel.

A p után nem mindig s jön, sőt feljebb elég bonyolult a betöltési sorrend. Nézegessétek, ez egy interaktív periódusos rendszer:

[link]

Kirajzolja és töltögeti elemről elemre a pályákat.

Azért, mert az elemek elektronszerkezete aszerint épül fel, hogy melyik állapot szolgáltatja a legalacsonyabb energiájú stabil konfigurációt. Az (1s)^2 (2s)^2 (3s)^2 konfiguráció energiája nagyobb, mint az (1s)^2 (2s)^2 (2p)^2 konfigurációé, hiszen a 3. héj nagyobb energiát jelent, mint a 2.

Azt nem tudom, hogy mennyire vagy otthon abban a kérdésben, hogy honnan erednek az atomi kvantumszámok. Az atomok elektromos tere gömbszimmetrikus, emiatt az elektronok hullámfüggvénye is olyan kell legyen, amely illeszkedik ehhez a gömbszimmetriához. Az ún. időfüggetlen Schrödinger egyenlet matematikai alakja ilyenkor Poisson-egyenlet formájú, amelynek gömbszimmetrikus esetbeli megoldásai az ún. Legendre-polinomok, amelyeknek szögfüggő részei az ún. gömbfüggvények. Ezek adják az impulzusmomentum szerinti pályákat, amelyekhez megadott mellék- és mágneses kvantumszámok tartoznak (l illetve m).

A probléma teljes matematika tárgyalásából az derül ki, hogy egy adott n főkvantumszámhoz, amely egy héj energiáját határozza meg, n db 0 és n-1 közötti l (azaz "kis ell") mellékkvantumszám tartozik, és ezek mindegyikéhez 2l+1 db különböző, -l és l (megintcsak "kis ell") közötti mágneses kvantumszám.

Nagyobb rendszámoknál már bonyolultabb a helyzet, mert ott az elektronok egymásra hatásától sem lehet eltekinteni, és eltérés mutatkozik a fenti meggondolásoktól, amely viszont az elektronok függetlenségéből indul ki.

Elnézést, ha túl kínai a válaszom második része. De tény, hogy ma már olyanokat tanítanak középiskolában fizikából, amelynek teljes megértéséhez jóval többet kellene tudni.