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1.1.3 Principios de construcción: de exclusión de Pauli, de Aufbau o de construcción de máxima multiplicidad de Hund, reglas de Madelung.
Principio de exclusión de Pauli.

En 1925, el físico cuántico Wolfgang Pauli descubrió el «principio de exclusión», según el cual los electrones (que son pequeñas partículas cargadas eléctricamente que pululan alrededor del núcleo atómico) no puedensolaparse uno sobre otro, se excluyen mutuamente, y si se intenta presionar a dos electrones en la misma órbita para que se unan, se repelen. Esta fuerza de repulsión no se debe al hecho de que las cargas eléctricas correspondientes de los electrones se repelan, sino que se trata de una fuerza de repulsión completamente nueva, mucho más fuerte que la electromagnética. Esta nueva fuerza, llamada «fuerza deintercambio» sólo puede comprenderse basándose en la teoría cuántica y no existe nada análogo a ella en la física clásica. Su existencia al nivel atómico es lo que impide que se colapsen las nubes electrónicas que rodean los núcleos atómicos.
El principio de exclusión de Pauli es un principio cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli establece que no puede haber dos fermiones con todos susnúmeros cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado cuántico de partícula individual). Hoy en día no tiene el estatus de principio, ya que es derivable de supuestos más generales (de hecho es una consecuencia del teorema spin-estadística).
Este principio establece que: dos electrones en un átomo no pueden tener los mismos cuatro números cuánticos, en otras palabras, solo dos electrones puedenexistir en el mismo orbital atómico, y estos electrones deben tener espines opuestos.
Un ejemplo es el Helio, siguiendo el principio de Pauli su configuración es:

He 1s2  ↓
1s

Los tres primeros número cuánticos, n, l y ml determinan un orbital específico. Dos electrones, en un átomo, pueden tener estos tres números cuánticosiguales, pero si es así, deben tener valores diferentes del número cuántico de espín. Podríamos expresar esto diciendo lo siguiente: en un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y estos electrones deben tener espines opuesto:  ↓

DIAMAGNETICOS Y PARAMAGNETICOS.

Si dos electrones en el orbital 1s de un átomo de helio tuvieran el mismo espín, o espines paralelos (   , ↓ ↓ ),sus campos magnéticos netos se reforzarían mutuamente. Dicha distribución haría del helio un átomo paramagnético. Se conocen como sustancias paramagnéticas: a las que son atraídas por un imán.


Por otro lado, si los espines del electrón están apareados o son antiparalelos (  ↓, ↓  ), los efectos magnéticos se cancelan y el átomo es diamagnético. Las sustancias diamagnéticas sonrepelidas ligeramente por un imán.

Un ejemplo, se considera el litio (Z=3) que tiene tres electrones, la cual su configuración electrónica es 1s2, 2s 1 y su diagrama orbital es
Li  ↓ 
1s 2s

El átomo de litio contiene un electrón desapareado y en consecuencia es paramagnético.
El principio de exclusión de Pauli sólo seaplica a fermiones, esto es, partículas que forman estados cuánticos antisimétricos y que tienen espín semientero. Son fermiones, por ejemplo, los protones, los neutrones, y los electrones, los tres tipos de partículas subatómicas que constituyen la materia ordinaria. El principio de exclusión de Pauli rige, así pues, muchas de las características distintivas de la materia. En cambio, partículascomo el fotón y el (hipotético) gravitón no obedecen a este principio, ya que son bosones, esto es, forman estados cuánticos simétricos y tienen espín entero. Como consecuencia, una multitud de fotones puede estar en un mismo estado cuántico de partícula, como en los láseres.
Es sencillo derivar el principio de Pauli, basándonos en el artículo de partículas idénticas. Los fermiones de la misma...