Princip vyloučení Pauli vs. pravidlo Hund
Po nalezení atomové struktury bylo tolik modelů, které popsaly, jak elektrony pobývají v atomu. Schrodinger přišel s nápadem mít „atomy“v atomu. Pauliho princip vyloučení a Hundovo pravidlo jsou rovněž předkládány k popisu orbitalů a elektronů v atomech.
Princip vyloučení Pauli
Princip vyloučení Pauliho říká, že žádné dva elektrony v jednom atomu nemohou mít všechna čtyři kvantová čísla stejná. Orbitály atomu jsou popsány třemi kvantovými čísly. Jedná se o hlavní kvantové číslo (n), moment hybnosti / azimutální kvantové číslo (l) a magnetické kvantové číslo (m l). Z nich hlavní kvantové číslo definuje skořápku. Může mít jakoukoli celočíselnou hodnotu. Je to podobné jako perioda příslušného atomu v periodické tabulce. Kvantové číslo momentu hybnosti může mít hodnoty od 0,1,2,3 do n-1. Počet dílčích skořápek závisí na tomto kvantovém počtu. A já určuji tvar oběžné dráhy. Například pokud l = o, pak orbitál je s, a pro p orbitál, l = 1, pro d orbitál l = 2 a pro f orbitál l = 3. Magnetické kvantové číslo určuje počet orbitalů ekvivalentní energie. Jinými slovy, nazýváme to zdegenerované orbitaly. m l může nabývat hodnot od -l do + l. Kromě těchto tří kvantových čísel existuje ještě další kvantové číslo, které definuje elektrony. Toto je známé jako elektrony spinové kvantové číslo (m s) a má hodnoty +1/2 a -1/2. Abychom tedy mohli určit stav elektronu v atomu, musíme specifikovat všechna čtyři kvantová čísla. Elektrony sídlí na atomových orbitálech a na oběžné dráze mohou žít pouze dva elektrony. Dále mají tyto dva elektrony opačné otáčky. To, co je řečeno v Pauliho principu vyloučení, je tedy pravda. Například vezmeme dva elektrony v úrovni 3p. Principiální kvantové číslo pro oba elektrony je 3. l je 1, protože elektrony sídlí v ap orbitálu. m l je -1,0 a 1. Proto existují 3 p degenerované orbitaly. Všechny tyto hodnoty jsou stejné pro oba elektrony, které uvažujeme. Ale protože oba elektrony sídlí ve stejné orbitě, mají opačné otáčky. Proto je kvantové číslo rotace jiné (jeden má +1/2 a druhý -1/2).
Hundovo pravidlo
Hundovo pravidlo lze popsat následovně.
"Nejstabilnějším uspořádáním elektronů v dílčích skořápkách (zdegenerovaných orbitálech) je uspořádání s největším počtem paralelních otáčení." Mají maximální multiplicitu. “
Podle toho se každá dílčí skořápka naplní elektronem v paralelním rotaci, než se dvojnásobně naplní jiným elektronem. Kvůli tomuto vyplňovacímu vzoru jsou elektrony méně chráněny před jádrem; mají tedy nejvyšší elektron-jaderné interakce.
Jaký je rozdíl mezi Pauliho vylučovacím principem a Hundovým pravidlem?
• Princip vyloučení Pauli je o kvantových počtech atomu. Hundovo pravidlo je o tom, jak se elektrony plní na orbitaly atomu.
• Princip vyloučení Pauliho říká, že má pouze dva elektrony na oběžnou dráhu. A Hundovo pravidlo říká, že k párování elektronů dojde až po naplnění jednoho elektronu na každou oběžnou dráhu.
• Princip vyloučení Pauliho popisuje, jak mají elektrony na stejných orbitálech opačné otáčky. To lze použít k vysvětlení Hundova pravidla.
