Diferența dintre principiul Aufbau și regula lui Hund
Share
Diferența principală - principiul Aufbau vs. regula lui Hund
Dezvoltarea structurii atomice a început cu teoria atomică modernă a lui Dalton. Acesta a afirmat că toate materia este făcută din atomi, iar atomii nu pot fi împărțiți în particule mai mici. Cu toate acestea, mai târziu sa constatat că atomul poate fi în continuare împărțit în particule sub-atomice după descoperirea electronului de J.J. Thompson, descoperirea nucleului de către Rutherford și conceptul orbitalilor electronici ai lui Niels Bohr. Structura atomului care este acceptată în prezent include detalii despre coajă de electroni, subsoluri și orbite. Modul în care electronii se umple în aceste cochilii și orbite poate fi descris folosind principiul Aufbau și regula lui Hund. Principala diferență dintre principiul Aufbau și regula lui Hund este aceea Principiul Aufbau indică ordinea în care subsilele sunt umplute cu electroni, în timp ce regula lui Hund indică ordinea în care orbitele subselurilor sunt umplută cu electroni.
Domenii cheie acoperite
1. Ce este principiul Aufbau
- Teorie, Explicație cu exemple
2. Ce este regula lui Hund
- Teorie, Explicație cu exemple
3. Care sunt asemănările dintre principiul Aufbau și regula lui Hund
- Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre principiul Aufbau și regula lui Hund
- Compararea diferențelor cheie
Termeni cheie: Atom, Principiul Aufbau, Electron, Regula Hund, Orbital
Ce este principiul Aufbau
Principiul Aufbau afirmă că ordinea umplerii electronilor în subsolurile unui atom are loc de la cel mai scăzut nivel de energie la cel mai înalt nivel de energie. Cu alte cuvinte, atunci când electronii sunt umpluți în orbitele unui atom, electronii umple mai întâi orbitele care se află la cel mai scăzut nivel de energie înainte de umplerea nivelurilor ridicate de energie.
În general, energia crește în ordinea 1 < 2 < 3 < 4 in the shell level and s < p < d < f in orbital level. For example, an s, p, d or f orbital in the 2nd coajă trebuie să aibă întotdeauna o energie mai mică decât cea a celor 3rd coajă. Dar, conform principiului Aufbau, electronii sunt uneori umpluți în aceste orbite cu excepții. De exemplu, orbitalul 4s are o energie scăzută decât cea a orbitalului 3d, deși subshellul 3 vine înainte de subshell 4. Aici, ordinea umplerii electronilor în orbital este diferită de ordinea așteptată.
Ordinul așteptat
1s < 2s < 3s < 3p < 3d < 4s < 4p < 4d < 5s…
Ordinul actual
1s < 2s < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d…
Cu toate acestea, este dificil să ne amintim nivelurile energetice ale fiecărui orbital unul după altul. Prin urmare, putem utiliza următoarea diagramă pentru a determina cu ușurință nivelurile de energie.
Figura 1: Ordinul nivelurilor energetice ale orbitalilor
Imaginea de mai sus prezintă o diagramă pentru determinarea nivelurilor de energie. Aici putem obține ordinea orbitalilor urmând calea săgeților. După fiecare cap de săgeată, începeți cu următoarea săgeată. În acest fel, este ușor să obțineți nivelurile de energie.
Ce este regula lui Hund
Norma lui Hund explică ordinea umplerii electronilor în orbitalul subshell-urilor. Subsimile sunt compuse din orbite. Numărul orbitalilor prezenți într-un singur subshell este diferit de un subshell în altul. De exemplu, subshell s are doar un s-orbital, p subshell are 3 p-orbitale, iar subshell d este compus din 5 d-orbitale. Astfel, ar trebui să existe un ordin de umplere a acestor orbite cu electroni. Altfel, acești atomi devin instabili.
O orbitală poate conține maxim 2 electroni. Conform regulii lui Hund, fiecare orbital din același subshell este mai întâi ocupat de electroni înainte de a se împerechea. Aceasta înseamnă că electronii sunt mai întâi umpluți ca electroni neparticipați și apoi cuplați. Prin urmare, atunci când se atribuie electroni în orbitale, această regulă este urmată. Acest lucru se datorează faptului că, dacă există orbite cu perechi de electroni și orbite goale în același subshell, este o configurație instabilă, deoarece electronii sunt încărcați negativ și se repetă reciproc atunci când se află în aceeași orbitală. Prin urmare, electronii tind să aranjeze în așa fel încât repulzarea între electroni să fie redusă la minimum.
Figura 2: Electronii care ocupă orbite
Mai mult, această regulă explică faptul că electronii sunt umpluți cu orbite în așa fel încât să se potrivească cu "spinul" lor. Cu alte cuvinte, electronii din orbitele singure ocupate ale aceluiași subshell au același spin. Când acești electroni sunt împerecheați, doi electroni au rotiri opuse pentru a minimiza repulsia dintre ele. Un electron din perechea de electroni "spin-up", în timp ce celălalt electron "spin-jos".
Figura 3: Spinarea electronilor în orbitale
Dacă un orbital este ocupat în mod individual, acel electron poate fi "spin-up" sau "spin-down". Totuși, când acest electron este asociat, celălalt electron ar trebui să aibă spinul opus din acest electron. În acest fel, respingerea este minimizată.
Asemănări între principiul Aufbau și regula lui Hund
- Atât principiul lui Aufbau cât și regula lui Hund indică ordinea în care nivelurile energetice ale unui atom sunt umplute cu electroni.
Diferența dintre principiul Aufbau și regula lui Hund
Definiție
Principiul Aufbau: Principiul Aufbau explică ordinea în care subsilele unui atom sunt umplute cu electroni.
Regula Hund: Norma lui Hund explică ordinea în care orbitele subsilelor sunt umplut cu electroni.
Teorie
Principiul Aufbau: Conform principiului Aufbau, subsolurile sunt umplute de la cel mai mic nivel de energie la cel mai înalt nivel de energie.
Regula Hund: Conform regulii lui Hund, orbitele sunt ocupate mai întâi de electroni, apoi sunt asociate în funcție de rotirile lor.
Nivelurile energetice
Principiul Aufbau: Principiul Aufbau descrie modul în care electronii completează subshell-urile.
Regula Hund: Norma Hund descrie modul în care electronii umple orbitele subshelurilor.
repulsiile
Principiul Aufbau: Principiul Aufbau nu descrie minimizarea repulsiilor între electroni.
Regula Hund: Norma lui Hund indică modul în care electronii sunt umpluți într-o manieră care minimizează repulsia dintre electroni.
Concluzie
Atât principiul lui Aufbau cât și regula lui Hund sunt foarte importante în dezvoltarea structurii atomice a unui anumit atom. Dacă numărul de electroni este cunoscut pentru un anumit atom, atunci putem determina modelul că acești electroni sunt aranjați în acel atom cu ajutorul teoriilor de mai sus. Principala diferență între principiul Aufbau și regula lui Hund este că principiul Aufbau indică ordinea în care subsilele sunt umplute cu electroni, în timp ce regula lui Hund indică modul în care electronii umple orbitele în subshell-urile.
Referințe:
1. "Principiul Aufbau" Wikipedia. Wikimedia Foundation, 21 iulie 2017. Web. Disponibil aici. 02 august 2017.
2. "Regulile Hunds." Chemistry LibreTexts. Libretexts, 21 iulie 2016. Web. Disponibil aici. 02 august 2017.
Datorită fotografiei:
1. "Regula Klechkovski" de Bono ~ commonswiki asumat (pe baza cererilor de copyright) (CC BY-SA 3.0) prin Commons Wikimedia
2. "Diagrama orbitală - regula Hund" Fundația Por CK-12 (raster), Adrignola (vector) - Dosar: High School Chemistry.pdf, pagina 325 (Domínio público)
3. "Regula Hund" Prin Fundația CK-12 (raster), Adrignola (vector) - Dosar: High School Chemistry.pdf, pagina 323, (Public Domain) prin Wikimedia Commons
