Como ocorre a configuração dos elétrons nas camadas do átomo segundo:
O princípio da exclusão de Pauli.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como se distribuem os elétrons nas camadas do átomo levando em conta o princípio da exclusão de Pauli. O conteúdo central é a mecânica quântica aplicada à configuração eletrônica, e vamos precisar usar os quatro números quânticos que caracterizam cada elétron.

Passo 2

Cada elétron em um átomo é descrito por quatro números quânticos:
n, l, m, ms
onde
n é o número quântico principal (identifica a camada),
l é o número quântico azimutal ou secundário (identifica a subcamada),
m é o número quântico magnético (identifica o orbital dentro da subcamada),
ms é o número quântico de spin (identifica a orientação de spin).
O princípio da exclusão de Pauli afirma que “não existem dois elétrons em um átomo que tenham simultaneamente os mesmos quatro números quânticos”. Em outras palavras, cada estado quântico — isto é, cada combinação (n,l,m,ms) — pode ser ocupado por, no máximo, um único elétron.

Passo 3

Devido a esse princípio, cada orbital (fixos n, l e m) comporta no máximo dois elétrons, e esses dois elétrons devem ter spins opostos, ou seja,
ms = +tfrac12 e ms = -tfrac12
Como cada subcamada l possui um certo número de orbitais dados por 2l+1, a capacidade máxima de elétrons em cada subcamada fica:
s: 1 orbitaltimes2=2, p: 3 orbitaistimes2=6, d: 5 orbitaistimes2=10, f: 7 orbitaistimes2=14

Passo 4

Somando para todos os orbitais de uma mesma camada n, a capacidade máxima de elétrons nessa camada é
2n^2
Isso decorre de somar as capacidades das subcamadas permitidas para cada n.

Resposta

Segundo o princípio da exclusão de Pauli, cada orbital atômico ( n,l,m) pode conter, no máximo, dois elétrons com spins opostos ( ms=+tfrac12 e ms=-tfrac12), de modo que não existam dois elétrons com os quatro números quânticos iguais.

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