Paulijevo načelo isključenja u odnosu na Hundovo pravilo
Nakon pronalaska atomske strukture, bilo je toliko mnogo modela koji opisuju kako se elektroni nalaze u atomu. Schrodinger je došao na ideju da atom ima "orbitale". Paulijevo načelo isključenja i Hundovo pravilo također se navode za opisivanje orbitala i elektrona u atomima.
Paulijevo načelo isključivanja
Paulijev princip isključenja kaže da dva elektrona u jednom atomu ne mogu imati sva četiri kvantna broja kao ista. Orbitale atoma opisuju tri kvantna broja. To su glavni kvantni broj (n), kutni moment/azimutalni kvantni broj (l) i magnetski kvantni broj (ml). Iz ovih, glavni kvantni broj definira ljusku. Može uzeti bilo koju cjelobrojnu vrijednost. To je slično periodu relevantnog atoma u periodnom sustavu. Kvantni broj kutnog momenta može imati vrijednosti od 0, 1, 2, 3 do n-1. Broj podljuski ovisi o ovom kvantnom broju. I l određuje oblik orbitale. Na primjer, ako je l=o tada je orbitala s, a za p orbitalu, l=1, za d orbitalu l=2, a za f orbitalu l=3. Magnetski kvantni broj određuje broj orbitala ekvivalentne energije. Drugim riječima, to nazivamo degeneriranim orbitalama. ml može imati vrijednosti od –l do +l. Osim ova tri kvantna broja, postoji još jedan kvantni broj koji definira elektrone. To je poznato kao kvantni broj spina elektrona (ms) i ima vrijednosti +1/2 i -1/2. Dakle, da bismo odredili stanje elektrona u atomu, moramo specificirati sva četiri kvantna broja. Elektroni se nalaze u atomskim orbitalama i samo dva elektrona mogu živjeti u orbitali. Nadalje, ova dva elektrona imaju suprotne spinove. Stoga je istina ono što je rečeno u Paulijevom načelu isključenja. Na primjer, uzimamo dva elektrona u 3p razini. Glavni kvantni broj za oba elektrona je 3. l je 1 jer se elektroni nalaze u p orbitali. ml je -1, 0 i +1. Dakle, postoje 3 p degenerirane orbitale. Sve ove vrijednosti su iste za oba elektrona koja razmatramo. Ali budući da se dva elektrona nalaze u istoj orbitali, imaju suprotne spinove. Stoga je kvantni broj spina različit (jedan ima +1/2, a drugi -1/2).
Hund pravilo
Hundovo pravilo može se opisati na sljedeći način.
“Najstabilniji raspored elektrona u podljuskama (degeneriranim orbitalama) je onaj s najvećim brojem paralelnih spinova. Imaju maksimalnu množinu.”
Prema tome, svaka podljuska će se ispuniti elektronom u paralelnom spinu prije nego što se dvostruko ispuni drugim elektronom. Zbog ovog uzorka punjenja, elektroni su manje zaštićeni od jezgre; prema tome, oni imaju najveću elektron-nuklearnu interakciju.
Koja je razlika između Paulijevog načela isključenja i Hundovog pravila?
• Paulijev princip isključenja govori o kvantnim brojevima atoma. Hundovo pravilo govori o tome kako su elektroni ispunjeni orbitalama atoma.
• Paulijev princip isključenja govori o postojanju samo dva elektrona po orbitali. A Hundovo pravilo kaže da će doći do uparivanja elektrona tek nakon što popuni jedan elektron u svaku orbitalu.
• Paulijev princip isključenja opisuje kako elektroni u istim orbitalama imaju suprotne spinove. Ovo se može koristiti za objašnjenje Hundovog pravila.
