Forskellen mellem Pauli-udelukkelsesprincippet og hundregel

Pauli-udelukkelsesprincip mod Hund-regel
 

Efter at have fundet atomstrukturen var der så mange modeller til at beskrive, hvordan elektronerne befinder sig i et atom. Schrodinger kom på ideen om at have ”orbitaler” i et atom. Pauli-udelukkelsesprincippet og Hund-reglen fremsættes også for at beskrive orbitaler og elektroner i atomer.

Pauli-udelukkelsesprincip

Pauli-ekskluderingsprincippet siger, at ingen to elektroner i et atom kan have alle fire kvanttal som de samme. Orbitaler i et atom er beskrevet af tre kvanttal. Disse er det vigtigste kvanttal (n), vinkelmomentum / azimutalt kvanttal (l) og magnetisk kvanttal (m)_l). Ud fra disse definerer det vigtigste kvanttal et skal. Det kan tage enhver heltalværdi. Dette svarer til perioden for det relevante atom i den periodiske tabel. Vinkelmomentkvanttal kan have værdier fra 0,1,2,3 til n-1. Antallet af underskaller afhænger af dette kvantetal. Og jeg bestemmer banens form. For eksempel, hvis l = o, er orbitalen s, og for p orbital, l = 1, for d orbital l = 2, og for f orbital l = 3. Magnetisk kvantetal bestemmer antallet af orbitaler med ækvivalent energi. Med andre ord kalder vi disse degenererede orbitaler. m_l kan have værdier fra -l til + l. Bortset fra disse tre kvanttal er der et andet kvanttal, der definerer elektronerne. Dette kaldes elektroner, der spinder kvantetal (m_s) og har værdierne +1/2 og -1/2. Så for at specificere tilstanden af ​​et elektron i et atom skal vi specificere alle fire kvanttal. Elektroner er bosiddende i atomare orbitaler, og kun to elektroner kan leve i en orbital. Desuden har disse to elektroner modsatte spins. Derfor er det sandt, hvad der siges i Pauli-udelukkelsesprincippet. For eksempel tager vi to elektroner i 3p-niveau. Det primære kvanttal for begge elektroner er 3. l er 1, da elektronerne opholder sig i en orbital. m_l er -1,0 og +1. Derfor er der 3 p degenererede orbitaler. Alle disse værdier er ens for begge elektroner, vi overvejer. Men da de to elektroner bor i den samme orbital, har de modsatte spins. Derfor er spin-kvanteantallet forskellige (den ene har +1/2 og den anden har -1/2).

Hund regel

Hundregel kan beskrives som følger.

”Det mest stabile arrangement af elektroner i underskallerne (degenererede orbitaler) er det med det største antal parallelle spins. De har den maksimale mangfoldighed. ”

I henhold til dette vil hver underskal fylde med et elektron i parallel spin, før det dobbelt fyldes med et andet elektron. På grund af dette fyldningsmønster er elektroner mindre afskærmet fra kernen; de har således de højeste elektronisk-nukleare interaktioner.