Принципът на изключване на Pauli гласи няма две електрони (или други фермиони) могат да имат идентично квантово механично състояние в същото атом или молекула. С други думи, нито един чифт електрони в един атом не може да има еднакви електронни квантови числа n, l, mл, и mс. Друг начин за заявяване на принципа на изключване на Паули е да се каже, че общата вълнова функция за два еднакви фермиона е антисиметрична, ако частиците се разменят.
Принципът е предложен от австрийския физик Волфганг Паули през 1925 г., за да опише поведението на електроните. През 1940 г. той разширява принципа до всички фермиони в теоремата за спиновата статистика. Бозоните, които са частици с цяло число на въртене, не следват принципа на изключване. Така че идентичните бозони могат да заемат едно и също квантово състояние (например фотони в лазери). Принципът на изключване на Паули се прилага само за частици със завъртане на полуцело число.
Принципът на изключване на Паули и химия
В химията принципът на изключване на Паули се използва за определяне на структурата на електронната обвивка на атомите. Помага да се предвиди кои атоми ще споделят електрони и ще участват в химични връзки.
Електроните, които са в една и съща орбитала, имат идентични първи три квантови числа. Например, 2-те електрони в обвивката на хелиев атом са в 1s-подушевката с n = 1, l = 0 и mл = 0. Техните моменти на въртене не могат да бъдат идентични, така че един е mс = -1/2, а другото е mс = +1/2. Визуално ние очертаваме това като подпокривка с 1 "нагоре" електрон и 1 "надолу" електрон.
Вследствие на това, че 1-мата обвивка може да има само два електрона, които имат противоположни завъртания. Водородът е изобразен като притежаващ 1s подслой с 1 "нагоре" електрон (1s1). Хелиев атом има 1 "нагоре" и 1 "надолу" електрон (1s2). Преминавайки към литий, имате хелиевото ядро (1s2) и след това още един "нагоре" електрон, който е 2s1. По този начин, електронната конфигурация на орбиталите е написано.