Zasada wykluczenia Pauliego a reguła Hunda
Po znalezieniu struktury atomu było tak wiele modeli opisujących, jak elektrony znajdują się w atomie. Schrodinger wpadł na pomysł posiadania „orbitali” w atomie. Zasada wykluczenia Pauliego i reguła Hunda zostały również przedstawione w celu opisania orbitali i elektronów w atomach.
Zasada wykluczenia Pauliego
Zasada wykluczenia Pauliego mówi, że żadne dwa elektrony w jednym atomie nie mogą mieć takich samych wszystkich czterech liczb kwantowych. Orbitale atomu są opisane trzema liczbami kwantowymi. Są to główna liczba kwantowa (n), moment pędu / azymutalna liczba kwantowa (l) i magnetyczna liczba kwantowa (m l). Z tego główna liczba kwantowa definiuje powłokę. Może przyjąć dowolną wartość całkowitą. Jest to podobne do okresu odpowiedniego atomu w układzie okresowym. Liczba kwantowa momentu pędu może mieć wartości od 0,1,2,3 do n-1. Liczba podpowłok zależy od tej liczby kwantowej. A l określa kształt orbity. Na przykład, jeśli l = o, wówczas orbital jest s, a dla p orbital l = 1, dla d orbital l = 2, a dla f orbital l = 3. Magnetyczna liczba kwantowa określa liczbę orbitali o równoważnej energii. Innymi słowy, nazywamy te zdegenerowane orbitale. m l może mieć wartości od –l do + l. Oprócz tych trzech liczb kwantowych istnieje inna liczba kwantowa, która definiuje elektrony. Nazywa się to spinową liczbą kwantową elektronów (m s) i ma wartości +1/2 i -1/2. Tak więc, aby określić stan elektronu w atomie, musimy określić wszystkie cztery liczby kwantowe. Elektrony znajdują się na orbitali atomowych i tylko dwa elektrony mogą żyć na orbicie. Ponadto te dwa elektrony mają przeciwne spiny. Dlatego to, co jest powiedziane w zasadzie wykluczenia Pauliego, jest prawdą. Na przykład bierzemy dwa elektrony na poziomie 3p. Podstawowa liczba kwantowa dla obu elektronów wynosi 3, l wynosi 1, ponieważ elektrony znajdują się na orbicie p. m l wynosi -1,0 i +1. Dlatego istnieją 3 p zdegenerowane orbitale. Wszystkie te wartości są takie same dla obu rozważanych przez nas elektronów. Ale ponieważ dwa elektrony znajdują się na tej samej orbicie, mają przeciwne spiny. Dlatego spinowa liczba kwantowa jest różna (jedna ma +1/2, a druga -1/2).
Reguła Hunda
Regułę Hunda można opisać w następujący sposób.
„Najbardziej stabilnym układem elektronów w podpowłokach (zdegenerowanych orbitaliach) jest ten z największą liczbą równoległych spinów. Mają maksymalną liczebność.”
Zgodnie z tym każda podpowłoka wypełni się elektronem o spinie równoległym, zanim zostanie podwójnie wypełniona innym elektronem. Z powodu tego wzorca wypełnienia elektrony są mniej osłonięte od jądra; w związku z tym mają najwyższe interakcje elektron-jądro.
Jaka jest różnica między zasadą wykluczenia Pauliego a regułą Hunda?
• Zasada wykluczenia Pauliego dotyczy liczb kwantowych atomu. Reguła Hunda dotyczy tego, jak elektrony są wypełniane na orbitale atomu.
• Zasada wykluczenia Pauliego mówi o posiadaniu tylko dwóch elektronów na orbital. Zasada Hunda mówi, że dopiero po wypełnieniu jednego elektronu na każdym orbicie nastąpi parowanie elektronów.
• Zasada wykluczenia Pauliego opisuje, w jaki sposób elektrony na tych samych orbitalach mają przeciwne spiny. Można to wykorzystać do wyjaśnienia reguły Hunda.
