Почему атомы могут иметь различный полный спин, который определяет их свойства?

Атомы могут иметь различный полный спин, который определяет их свойства, из-за принципа исключения Паули в квантовой механике. 15

Этот принцип гласит, что два идентичных фермиона (электрона) не могут иметь одинаковое квантово-механическое состояние в одном атоме или одной молекуле. 5 Поэтому электроны должны иметь разные спины, находясь на одной электронной орбитали. 1

Например, в нейтральном атоме гелия есть два связанных электрона, каждый из которых может занимать состояния с наименьшей энергией (1s), приобретая, таким образом, противоположные спины. 2

Принцип исключения Паули применим только к частицам с полуцелым спином. 5 Бозоны — частицы с целым числом спинов — не следуют этому принципу, поэтому идентичные бозоны могут занимать одно и то же квантовое состояние. 5

Например, гелий-3 имеет спин 1/2 и, следовательно, является фермионом, в отличие от гелия-4, который имеет спин 0 и является бозоном. 12