В химии электронная пара или пара Льюиса состоит из двух электронов , которые занимают одну и ту же молекулярную орбиталь , но имеют противоположные спины . Гилберт Н. Льюис представил концепции электронной пары и ковалентной связи в знаковой статье, которую он опубликовал в 1916 году. [1] [2]
Поскольку электроны являются фермионами , принцип Паули запрещает этим частицам иметь одинаковые квантовые числа . Следовательно, чтобы два электрона занимали одну и ту же орбиталь и, следовательно, имели одинаковое орбитальное квантовое число , они должны иметь разное спиновое квантовое число . Это также ограничивает количество электронов на одной орбитали до двух.
Спаривание спинов часто энергетически выгодно, поэтому электронные пары играют большую роль в химии . Они могут образовывать химическую связь между двумя атомами или представлять собой неподеленную пару валентных электронов . Они также заполняют основные уровни атома.
Поскольку спины спарены, магнитные моменты электронов компенсируют друг друга, и вклад пары в магнитные свойства обычно диамагнитен .
Хотя в химии можно наблюдать сильную тенденцию к спариванию электронов, также возможно, что электроны встречаются как неспаренные .
В случае металлической связи магнитные моменты также в значительной степени компенсируются, но связь более общая, так что отдельные пары электронов невозможно различить, и лучше рассматривать электроны как коллективное «море».
В сверхпроводимости имеет место совершенно особый случай образования электронных пар : образование куперовских пар . В нетрадиционных сверхпроводниках, кристаллическая структура которых содержит анионы меди , связь электронной пары обусловлена антиферромагнитными спиновыми флуктуациями. [3]
Если придерживаться аналогии с Солнечной системой, то флуктуации вращения соответствуют той системе отсчета, в центре которой находится Солнце.