Diferența dintre principiul excluderii Pauli și regula Hund

Principiul excluderii Pauli vs regula Hund
 

După găsirea structurii atomice, au existat atât de multe modele care descriu modul în care electronii locuiesc într-un atom. Schrodinger a venit cu ideea de a avea "orbite" într-un atom. Principiul excluderii lui Pauli și regula Hund sunt, de asemenea, propuse pentru a descrie orbitele și electronii în atomi.

Principiul excluderii Pauli

Principiul excluderii Pauli spune că nici doi electroni dintr-un atom nu pot avea toate cele patru numere cuantice la fel. Orbitalii unui atom sunt descriși de trei numere cuantice. Acestea sunt numerele cuantice principale (n), impulsul unghiular / numărul quantum azimutal (l) și numărul cuantic magnetic (m_L). Dintre acestea, numărul principal cuantic definește o coajă. Poate lua orice valoare întregă. Acest lucru este similar cu perioada atomului relevant din tabelul periodic. Momentul cuantic al momentului angular poate avea valori cuprinse între 0,1,2,3 și n-1. Numărul de subcoace depinde de acest număr cuantum. Și eu determină forma orbitalului. De exemplu, dacă l = o atunci orbitalul este s, iar pentru p orbital, l = 1, pentru d orbital l = 2, și pentru orbital l = 3. Numarul cuantic magnetic determina numarul de orbite ale energiei echivalente. Cu alte cuvinte, numim aceste orbite degenerate. m_L pot avea valori de la -l la + l. În afară de aceste trei numere cuantice există un alt număr cuantic care definește electronii. Acest lucru este cunoscut sub numele de numărul de spin quantum de electroni (m_s) și are valorile +1/2 și -1/2. Deci, pentru a specifica starea unui electron într-un atom, trebuie să specificăm toate cele patru numere cuantice. Electronii locuiesc în orbitale atomice și numai doi electroni pot trăi într-o orbită. Mai mult, acești doi electroni au rotiri opuse. Prin urmare, ceea ce se spune în principiul excluderii Pauli este adevărat. De exemplu, luăm doi electroni în 3p nivel. Principiul cuantumului principal pentru ambii electroni este 3. L este 1, deoarece electronii sunt prezenți într-o orbitală. m_L este -1,0 și +1. Prin urmare, există 3 orbite p degenerate. Toate aceste valori sunt aceleași pentru ambii electroni pe care îl analizăm. Dar, din moment ce cei doi electroni locuiesc in aceeasi orbita, ei au spini opusi. Prin urmare, numărul cuantic al spinului este diferit (unul are +1/2 iar celălalt are -1/2).

Regula Hund

Regula Hund poate fi descrisă după cum urmează.

"Cel mai stabil aranjament al electronilor din sub-shell-uri (orbite degenerate) este cel cu cel mai mare număr de rotiri paralele. Au multiplicitatea maximă. “

Conform acestui fapt, fiecare sub-coajă se va umple cu un electron în spin paralel înainte de a fi umplut de două ori cu un alt electron. Din cauza acestui model de umplere, electronii sunt mai puțin protejați de nucleu; astfel, ele au cele mai mari interacțiuni electron-nucleare.