パウリの排他原理とは？
電子のスピンも考慮することで電子の軌道を理論的に説明できるようですが分かりやすく解説すると？
パウリの排他原理とは？スピンを分かりやすく説明
水素分子は、水素原子が二つくっついたものですが、三つや四つくっついた分子がなぜ存在しないのかというと「パウリの排他原理」で説明ができます。
水素分子は、二つの水素原子が、互いの電子を共有して安定になっています。（共有結合といいますが）これは、パウリの排他律により、それぞれの水素原子（陽子）が二つの電子重ね合わせて持とうとするため起こるのです。
最大二つしか重ね合わせられないので、Ｈ3やＨ4がないのです。
電子の位置を指定する4つの量子数というものがあります。
主量子数Ｎ
方位量子数Ｌ
磁気方位量子数ＭＬ
スピン量子数Ｓ
これは電子の住所みたいなもので、一つの原子の中で、ある住所をもつ電子は一つしかないということです。
つまり2つ以上の電子が同時に同じ量子数（Ｎ，Ｌ，ＭＬ、Ｓ）の組み合わせを持てないということです。
パウリの排他原理によると、1つの原子の中で電子は同じ状態（量子数）を取ることができない、4つの量子数で規定された1つの状態を2個以上の電子が同時にとることはできない、となります。
スピン1/2の電子はスピンの方向としてある方向(↑)と逆方向(↓)をとりえます。よって、一つの軌道には上向きと下向きをペアにすることで最大2つの電子まで入ることができます。
フントの規則は、軌道に電子を入れるとき、エネルギーの低い軌道から、上向き、下向きの電子を入れて、同じエネルギーの軌道が複数あるときは、最初に上向きの電子を1個ずつ入れ、次に下向きの電子を1個ずつ入れていくことです。
酸素原子がもつ電子の数8個、基底状態の8個のそれぞれについて、4個の量子数。
電子,n,l,ml,ms,
1,1,0,0,+1/2
2,1,0,0,-1/2
3,2,0,0,+1/2
4,2,0,0,-1/2
5,2,1,-1,+1/2
6,2,1,0,+1/2
7,2,1,1,+1/2
8,2,1,1,-1/2
8番目の電子はml=1でなくてもml=0あるいはml=-1でもよい。
実際の原子ではNeなら電子が１０個なので
磁気量子数が０の１ｓ、２ｓ起動に１つずつスピンが逆向きの電子が２つあり、
磁気量子数が－１，０，１の２ｐ起動にはそれぞれ１つずつスピンが逆向きの電子があり、合計６個
という感じです。
フェルミ粒子は区別できない状態を取ることができないので、ｓ軌道なら磁気量子数が０と決まっているのでスピンが↑↓の２個だけ、ｐ軌道では－１の↑↓、０の↑↓、１の↑↓の６個という感じになってます。
ｄ、ｆ軌道になれば磁気量子数が２つずつ増えるので電子の入れる数は４つずつ増えることになるますね。
