泡利不相容原理与生命、宇宙(4)

当你添加第二个电子时，它可以具有相同的自旋，但方向相反，有效自旋为-½。这样，你就可以将两个电子放入1s轨道。在那之后，它就满了，你必须进入下一个能级（n=2）才能开始添加第三个电子。2s轨道（其中l=0也可以）可以容纳另外两个电子，然后你必须进入2p轨道，其中l=1，你可以有三个磁量子数：-1、0或 1，每个磁量子数都可以容纳自旋为 ½或-½的电子。

在具有任何原子核的原子内部，根据泡利不相容原理，电子只能占据每个能级内的允许轨道。每个s轨道（红色），每个p轨道（黄色），d轨道（蓝色）和f轨道（绿色）只能包含两个电子：每个电子一个向上旋转，一个向下旋转。第一个能级只有s轨道;第二个有S-and-P轨道，第三个有S、P和D轨道等。
学分：LibreTexts Library/加州大学戴维斯分校
泡利不相容原理——以及我们拥有我们在宇宙中所做的量子数的事实——是赋予每个原子自己独特结构的原因。随着我们向原子中添加更多数量的电子，我们必须进入更高的能级，更大的角动量和越来越复杂的轨道，才能找到所有这些电子的家园。能量级别的工作原理如下：
最低（n=1）能级只有s-轨道，因为它没有角动量（l=0），只能容纳两个（自旋 ½和-½）电子。
第二个（n=2）能级有s轨道和p轨道，因为它可以有0（l=0）或1（l=1）的角动量，这意味着你可以有2s轨道（自旋为 ½和-½电子）容纳两个电子，2p轨道（磁数为-1、0和 1，每个轨道都容纳自旋为 半和-½的电子）容纳六个电子。
第三个（n=3）能级有s、p和d轨道，其中d轨道的角动量为2（l=2），因此可以有五种可能的磁数（-2、-1、0、 1、 2），因此除了3s（持有两个电子）和3p（持有六个电子）轨道外，总共可以持有十个电子。