Ein Orbital hat maximal 2 Elektronen, eins mit spin up, das andere mit spin down. Das Pauli-Prinzip gebietet dies. Zwei Elektronen dürfen sich nicht in allen vier Quantenzahlen gleichen. Im selben Orbital unterscheiden sie sich also noch durch die Spinquantenzahl. Mehr Kombinationen sind also nicht erlaubt.

Ich würde mal sagen: Zufall ;)

Sinkt die Temperatur, so bewegen sich die Teilchen langsamer und nähern sich an. Beim Festen Zustand bewegen sie sich kaum, im flüssigen recht viel und im Gas ist alles sehr hektisch und chaotisch.

Der Schmelz und Siedepunkt eine Substanz hängt hauptsächlich davon ab, welche Kräfte in der Flüssigkeit zwischen den Teilchen wirken.

Bei n-Heptan sind es van-der-Waals (v-d-W) Kräfte, also schwache Kräfte, die zwischen unpolaren Stoffen herrscht. Bei Wasser sind es starke Wasserstoffbrückenbindungen (sog. H-Bindungen, zwischen dem positiven H-Atom und den nagativen O-Atom eines anderen Moleküls in der Nähe). Die v-d-W Kräfte sind viel schwächer als die Dipol-Dipol Kräfter er H-Brückenbindung. Kurzgefasst: Da sich die Wasserteilchen gegenseitig viel lieber mögen werden sie schon bei höheren Temperaturen fest, als die n-Heptan Teilchen.

Beim Siedepunkt sieht das genauso aus, aber dazu kommt noch die Masse der Teilchen. Je Schwerer ein Teilchen, desto später siedet es. n-Heptan ist sehr schwer im vergleich zu H2O. Das gleicht die schwächeren Kräfte wieder aus, wodurch sich die Siedepunkte annähern.