Pauliho princíp vylúčenia vs pravidlo Hund
Po nájdení atómovej štruktúry bolo toľko modelov, ktoré popisovali, ako sa elektróny nachádzajú v atóme. Schrodinger prišiel s myšlienkou mať „orbitaly“v atóme. Pauliho princíp vylúčenia a Hundovo pravidlo sa tiež predkladajú s cieľom opísať orbitaly a elektróny v atómoch.
Princíp vylúčenia Pauliho
Princíp vylúčenia Pauliho hovorí, že žiadne dva elektróny v jednom atóme nemôžu mať všetky štyri kvantové čísla rovnaké. Orbitály atómu sú opísané tromi kvantovými číslami. Jedná sa o hlavné kvantové číslo (n), moment hybnosti / azimutálne kvantové číslo (l) a magnetické kvantové číslo (ml)). Z nich hlavné kvantové číslo definuje škrupinu. Môže to mať akúkoľvek celočíselnú hodnotu. Je to podobné ako perióda príslušného atómu v periodickej tabuľke. Kvantové číslo momentu hybnosti môže mať hodnoty od 0,1,2,3 do n-1. Počet čiastkových škrupín závisí od tohto kvantového počtu. A l určuje tvar obežnej dráhy. Napríklad, ak l = o, potom je orbitál s, a pre p orbitál, l = 1, pre d orbitál l = 2 a pre f orbitál l = 3. Magnetické kvantové číslo určuje počet orbitalov ekvivalentnej energie. Inými slovami, nazývame ich zdegenerované orbitaly. m l môže mať hodnoty od –l do + l. Okrem týchto troch kvantových čísel existuje ďalšie kvantové číslo, ktoré definuje elektróny. Toto je známe ako kvantové číslo elektrónov (m s) a má hodnoty +1/2 a -1/2. Aby sme teda mohli určiť stav elektrónu v atóme, musíme uviesť všetky štyri kvantové čísla. Elektróny sídlia na atómových orbitáloch a na obežnej dráhe môžu žiť iba dva elektróny. Ďalej majú tieto dva elektróny opačné otáčky. Preto je pravda to, čo sa hovorí v princípe vylúčenia Pauliho. Napríklad vezmeme dva elektróny v úrovni 3p. Hlavné kvantové číslo pre oba elektróny je 3. l je 1, pretože elektróny sú umiestnené v ap orbitále. m l je -1,0 a 1. Preto existujú 3 p degenerované orbitaly. Všetky tieto hodnoty sú rovnaké pre oba elektróny, ktoré uvažujeme. Ale keďže oba elektróny sídlia na rovnakom orbitáli, majú opačné rotácie. Preto je kvantové číslo rotácie odlišné (jeden má +1/2 a druhý -1/2).
Hund pravidlo
Hundovo pravidlo možno opísať nasledovne.
„Najstabilnejšie usporiadanie elektrónov v čiastkových škrupinách (degenerovaných orbitáloch) je usporiadanie s najväčším počtom paralelných rotácií. Majú maximálnu početnosť. “
Podľa toho sa každá čiastková škrupina naplní elektrónom v paralelnom rotácii predtým, ako sa dvojnásobne naplní iným elektrónom. Kvôli tomuto plniacemu vzoru sú elektróny menej chránené pred jadrom; teda majú najvyššie elektrónovo-jadrové interakcie.
Aký je rozdiel medzi princípom vylúčenia Pauli a Hundovým pravidlom?
• Princíp vylúčenia Pauliho je o kvantových číslach atómu. Hundovo pravidlo je o tom, ako sa elektróny plnia na orbitaly atómu.
• Princíp vylúčenia Pauliho hovorí, že na obežnú dráhu majú iba dva elektróny. A Hundovo pravidlo hovorí, že až po naplnení jedného elektrónu na každú obežnú dráhu dôjde k párovaniu elektrónov.
• Princíp vylúčenia Pauliho popisuje, ako majú elektróny na rovnakých orbitáloch opačné otáčky. To je možné použiť na vysvetlenie Hundovho pravidla.
