Почему на первом энегетическом уровне любого атома не может быть больше двух электронов?
На первом энергетическом уровне не может быть больше двух электронов из-за фундаментальных законов квантовой механики, а именно принципа запрета Паули. Согласно этому правилу, в атоме не может быть двух абсолютно одинаковых частиц, поэтому на одной орбитали уживаются максимум два электрона, причем обязательно с противоположными спинами (вращением). Поскольку первый уровень содержит всего одну \(s\)-орбиталь, его емкость строго ограничена этим дуэтом. Как только пара формируется, уровень полностью заполняется, а все последующие электроны вынуждены занимать более высокие и удаленные от ядра энергетические слои.
Почему на втором уровне не может быть больше шести р электронов и больше 2х s?
Электроны, это элементарные частицы, которые относятся к фермионам. (Бывают ещё бозоны.) Для фермионов есть закон Паули, который запрещает двум фермионам находиться в одном и том же состоянии. То есть все фермионы всегда должны находиться в разных состояниях.
На высоких уровнях энергии у электронов могут быть разные орбитальные моменты вращения вокруг ядра. Чем выше уровень энергии тем больше разных моментов вращения может быть у электронов. А на самом низком (основном) уровне энергии у электрона нет орбитального момента вращения. (Грубо говоря, на самом низком уровне энергии электрон не вращается вокруг атомного ядра.) Но электрон может иметь свой собственный момент вращения (спин), направленным или вдоль направления выбранной оси или против выбранного направления. Вот и получается, что вместо одного электрона на самом низком энергетическом уровне в атоме можно посадить 2 электрона с противоположными спинами. Это не будет нарушением принципа Паули, так как оба эти электрона будут находиться в разных состояниях. У них будет одна и та же энергия и один и тот же орбитальный момент вращения (равный нулю), но разные спины. (Грубо говоря, оба электрона будут вращаться вокруг самих себя в разных направлениях). Это разные состояния.