Redigerer Elektronskall (avsnitt)

===Pauli-prinsippet===

Den detaljerte fordelingen av elektronene over de forskjellige underskallene i atomene, var stort sett basert på gjetninger  og symmetriargument. Det fantes få eksperimentelle observasjoner som ga entydig informasjon om dette. Denne situasjonen forandret seg raskt i [[1924]] da den engelske fysiker [[Edmund Stoner]] utarbeidet en ny fordeling av elektronene. Det gjorde han ved å ta utgangspunkt i et '''indre kvantetall''' som Sommerfeld tidligere hadde foreslått for å forklare egenskaper ved  [[finstruktur]]en i spektrene til atomene og som snart skulle vise seg å være direkte forbundet med elektronets [[spinn]]-[[kvantetall]]. Stoner argumenterte for at underskallet ''n<sub>k</sub>'' skulle maksimalt inneholde 2(2''k'' - 1) elektroner med {{nowrap|''k'' {{=}}1,2,...,''n''}}, mens Bohr hadde ment at dette tallet skulle være 2''n'', uavhengig av det azimutale kvantetallet ''k''. Begge fordelingene gir at i skallet med hovedkantetallet ''n'' er det maksimalt plass til 2''n''<sup>&thinsp;2</sup> elektroner, i.e. 2, 8, 18, 32 osv. Det gir forklaringen til lengden av periodene i [[periodesystemet|det periodiske systemet]] og omtales ofte som [[Johannes Rydberg|Rydbergs lov]]. Ifølge Stoner skulle for eksempel neon ha elektronkonfigrasjonen {{nowrap|[Ne] {{=}} [He](2<sub>1</sub>)<sup>2</sup>(2<sub>2</sub>)<sup>6</sup>}}, mens for argon skulle den på samme måte være {{nowrap|[Ar] {{=}} [Ne](3<sub>1</sub>)<sup>2</sup>(3<sub>2</sub>)<sup>6</sup>}}.

Med Stoners fordeling ble også underskallene fylt opp på en måte som var i bedre overensstemmelse med Bohrs eget [[Elektronkonfigurasjon#Aufbauprinsippet|''Aufbau''-prinsipp]]. Ifølge Bohr var for eksempel elektronfordelingen i [[edelgasser|edelgassen]] [[krypton]] {{nowrap|[Kr] {{=}} [Ne](3<sub>1</sub>)<sup>6</sup>(3<sub>2</sub>)<sup>6</sup>(3<sub>3</sub>)<sup>6</sup>(4<sub>1</sub>)<sup>4</sup>(4<sub>2</sub>)<sup>4</sup>}} hvor man må fylle på flere elektroner i de to 3-kvant underskallene til de som opprinnelig befant seg i argonatomet. Og Aufbau-prinsippet sier nettopp at man ikke skal plassere flere elektroner i allerede fylte underskall. Derimot med Stoners regel skal krypton ha konfigurasjonen  {{nowrap|[Kr] {{=}} [Ne](3<sub>1</sub>)<sup>2</sup>(3<sub>2</sub>)<sup>6</sup>(3<sub>3</sub>)<sup>10</sup>(4<sub>1</sub>)<sup>2</sup>(4<sub>2</sub>)<sup>6</sup>}} hvor de to første 3-kvant underskallene nå er de samme som for argon. Det er mulig fordi med Stoners fordeling går det flere elektroner inn i de ytterste underskallene enn i de innerste. Det er også denne fordelingen som viste seg å være den riktige.

Akkurat det ble klart året etterpå i [[1925]] da [[Wolfgang Pauli]] lanserte sitt [[Paulis eksklusjonsprinsipp|eksklusjonsprinsipp]] som tok utgangspunkt i Stoners fordelingsskjema. Samtidig forklarte det også detaljerte egenskaper til atomenes spektra i ytre magnetfelt. Denne [[Zeemaneffekten|Zeeman-effekten]] hadde tidligere vært et stort mysterium. Paulis nye prinsipp sa at i hver bane eller tilstand karakterisert ved de tre gamle kvantetallene ''n'', ''k'' og ''m'' samt det nye spinnkvantetallet {{nowrap|''s'' {{=}} &plusmn;1}}, kan det ikke være mer enn ett elektron. Det erstattet med en gang Stoners mer fenomenologiske regel, men åpnet også opp en dør mot den nye [[kvantemekanikk]]en som ble etablert samme år. Denne medførte også at man begynte å betegne underskallene  ''n<sub>k</sub>'' i stedet som ''n''ℓ hvor det asimutale kvantetallet ℓ= ''k'' - 1 = 0,1,2,..,''n'' -1 angitt ved bokstavene s,p,d,... Elektronstrukturen  for helium ble fra da av skrevet som {{nowrap|[He] {{=}} 1s<sup>2</sup>}}, for neon {{nowrap|[Ne] {{=}} [He]2s<sup>2</sup>2p<sup>2</sup>}} og så videre for alle de andre [[elektronkonfigurasjon]]ene.