Načelo izključitve Paula določa, da ni dveh elektronov (ali drugi fermioni) imajo lahko enako kvantno mehansko stanje v istem atom ali molekula. Z drugimi besedami, noben par elektronov v atomu ne more imeti enakega elektronskega kvantna števila n, l, ml, in ms. Drug način navajanja načela izključitve Pauli je, da rečemo, da je skupna valovna funkcija za dva enaka fermiona antisimetrična, če se delci izmenjujejo.
Načelo je predlagal avstrijski fizik Wolfgang Pauli leta 1925 za opis vedenja elektronov. Leta 1940 je načelo o spin-statistiki razširil na vse fermione. Bozoni, ki so delci s celim vrtenjem, ne sledijo načelu izključitve. Torej lahko identični bozoni zasedajo isto kvantno stanje (npr. Fotoni v laserjih). Načelo izključitve Paulija velja samo za delce s polovičnim številom.
Načelo izključitve Pauli in kemija
V kemiji se za določitev strukture elektronske lupine atomov uporablja princip izključitve Paulija. Pomaga predvideti, kateri atomi bodo delili elektrone in sodelovali v kemijskih vezjih.
Elektroni, ki so v isti orbitali, imajo enaka prva tri kvantna številka. Na primer, 2 elektrona v lupini helijevega atoma sta v podkrožju 1s z n = 1, l = 0 in ml = 0. Njihovi trenutki vrtenja ne morejo biti enaki, zato je eden ms = -1/2, drugi pa ms = +1/2. Vizualno to narišemo kot poddružino z 1 "navzgor" elektronom in 1 "navzdol" elektronom.
Posledično ima lahko podskupina 1s le dva elektrona, ki imata nasprotno spino. Vodik je prikazan kot 1s poddružina z 1 "up" elektronom (1s1). Atom helija ima 1 "navzgor" in 1 "dol" elektron (1s)2). Če preidete na litij, imate jedro helija (1s)2) in nato še en "gor" elektron, ki je 2s1. V to smer, konfiguracija elektronov orbitale je zapisano.