왜 모든 전자가 가장 낮은 자리로 떨어지지 않을까?

그때 그곳

보어의 원자 모형은 전자가 정해진 층에만 있을 수 있다고 했습니다. 그런데 이상한 점이 있었습니다.

에너지가 낮을수록 안정하다면, 모든 전자가 가장 안쪽 층으로 떨어져야 합니다. 그러면 모든 원소가 비슷해집니다. 그런데 실제로는 층이 차곡차곡 채워지고, 그 채워지는 방식이 원소의 성질을 만듭니다.

왜 이 질문이었나

파울리가 내놓은 규칙은 금지였습니다. 같은 상태에 전자 둘이 동시에 있을 수 없다.

좌석과 같습니다. 앞자리가 좋아도 이미 앉은 사람이 있으면 뒷자리로 가야 합니다. 그래서 전자들이 층을 차례로 채웁니다.

왜 그런지는 그도 몰랐습니다. 그저 이렇게 놓아야 관측된 스펙트럼이 설명된다는 것이었습니다.

알아낸 것

이 금지 하나가 세상의 모양을 정합니다.

원소들이 서로 다른 이유가 이것입니다. 주기율표의 주기가 2, 8, 8, 18로 늘어나는 것도 각 층에 앉을 수 있는 자리 수를 세면 나옵니다. 화학 전체가 이 위에 있습니다.

그리고 물질이 부피를 갖는 이유도 이것입니다. 손으로 책상을 눌러도 통과하지 못하는 것은 전기적 반발 때문만이 아니라, 전자들이 같은 자리에 겹칠 수 없기 때문입니다.

무거운 별이 중성자별에서 멈추는 것도, 더 무거우면 블랙홀이 되는 것도 이 금지가 버티느냐 마느냐의 문제입니다.

이 카드에 나온 말

스핀