Načelo izključitve Pauli proti pravilu Hund
Po iskanju atomske strukture je bilo toliko modelov, ki opisujejo, kako elektroni prebivajo v atomu. Schrodinger je prišel na idejo, da bi imeli v atomu "orbitale". Za opis orbitalov in elektronov v atomih sta predstavljena tudi Paulijev princip izključitve in Hundovo pravilo.
Načelo izključitve Pauli
Paulijev princip izključitve pravi, da ne moreta imeti dva elektrona v enem atomu vseh štirih kvantnih števil enakih. Orbitale atoma so opisane s tremi kvantnimi števili. To so glavno kvantno število (n), kotni moment / azimutno kvantno število (l) in magnetno kvantno število (m l). Med njimi glavno kvantno število definira lupino. Lahko ima poljubno celoštevilsko vrednost. To je podobno obdobju ustreznega atoma v periodnem sistemu. Kvantno število kotnega momenta ima lahko vrednosti od 0,1,2,3 do n-1. Število podlupin je odvisno od tega kvantnega števila. In jaz določim obliko orbite. Na primer, če je l = o, je orbitala s, za p orbitalo pa l = 1, za d orbitalo l = 2 in za f orbital l = 3. Magnetno kvantno število določa število orbitalov enakovredne energije. Z drugimi besedami, temu rečemo izrojene orbitale. m l ima lahko vrednosti od –l do + l. Razen teh treh kvantnih števil obstaja še eno kvantno število, ki definira elektrone. To je znano kot kvantno število vrtljajev elektronov (m s) in ima vrednosti +1/2 in -1/2. Za določitev stanja elektrona v atomu moramo določiti vsa štiri kvantna števila. Elektroni prebivajo v atomskih orbitalah in v orbitali lahko živita le dva elektrona. Poleg tega imata ta dva elektrona nasprotna vrtenja. Zato je tisto, kar je rečeno v Paulijevem načelu izključitve, resnično. Na primer, vzamemo dva elektrona v ravni 3p. Glavno kvantno število za oba elektrona je 3. l je 1, ker elektroni prebivajo v ap orbitalu. m l je -1,0 in +1. Zato obstajajo 3 p degenerirane orbitale. Vse te vrednosti so enake za oba elektrona, ki ju obravnavamo. Ker pa oba elektrona prebivata v isti orbitali, imata nasprotna vrtenja. Zato je kvantno število vrtljajev drugačno (eno ima +1/2, drugo pa -1/2).
Hund pravilo
Hund pravilo lahko opišemo na naslednji način.
»Najbolj stabilna razporeditev elektronov v podlupinah (izrojene orbitale) je tista z največjim številom vzporednih vrtljajev. Imajo največjo množico."
V skladu s tem se bo vsaka podlupina vzporedno napolnila z elektronom, preden bo dvojno napolnjena z drugim elektronom. Zaradi tega vzorca polnjenja so elektroni manj zaščiteni pred jedrom; tako imajo največ elektronsko-jedrskih interakcij.
Kakšna je razlika med načelom izključitve Pauli in pravilom Hund?
• Paulijevo načelo izključitve je približno kvantna števila atoma. Hundovo pravilo govori o tem, kako se elektroni napolnijo do orbital atomov.
• Paulijev princip izključitve pravi, da imamo na orbitali le dva elektrona. In Hundovo pravilo pravi, da se bo po polnjenju enega elektrona na vsako orbito zgodilo seznanjanje elektronov.
• Načelo izključitve Pauli opisuje, kako imajo elektroni v istih orbitalah nasprotni spin. To lahko uporabimo za razlago hundskega pravila.
