Pauli-udelukkelsesprincip vs 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-eksklusionsprincippet og Hund-reglen fremsættes også for at beskrive orbitaler og elektroner i atomer.
Pauli-udelukkelsesprincip
Pauli Exclusion Principle siger, at ingen to elektroner i et atom kan have alle fire kvantetal som det samme. Orbitaler i et atom er beskrevet af tre kvantetal. Disse er hovedkvantetal (n), vinkelmoment / azimutalt kvantetal (l) og magnetisk kvantetal (m l). Fra disse definerer det vigtigste kvantetal en skal. Det kan tage en heltal værdi. Dette svarer til perioden for det relevante atom i det periodiske system. Vinkelmomentkvantantallet 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 kvantetal er der et andet kvantetal, der definerer elektronerne. Dette er kendt som elektroner drejer kvantetal (m s) og har værdierne +1/2 og -1/2. Så for at specificere en elektrons tilstand i et atom er vi nødt til at specificere alle fire kvantetal. Elektroner befinder sig i atomorbitaler, og kun to elektroner kan leve i en orbital. Desuden har disse to elektroner modsatte spins. Derfor er det, der siges i Pauli-udelukkelsesprincippet, sandt. For eksempel tager vi to elektroner i 3p niveau. Principkvantantallet for begge elektroner er 3. l er 1, da elektronerne befinder 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 er bosat i den samme orbital, har de modsatte spins. Derfor er spin-kvantetallet forskelligt (den ene har +1/2 og den anden har -1/2).
Hund regel
Hund-reglen 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.”
Ifølge dette vil hver underskal fyldes med en elektron i parallel spin, før den dobbelt udfyldes med en anden elektron. På grund af dette fyldemønster er elektroner mindre afskærmet fra kernen; således har de de højeste elektron-nukleare interaktioner.
Hvad er forskellen mellem Pauli Exclusion Principle og Hund Rule?
• Pauli-eksklusionsprincippet handler om kvantetal for et atom. Hund regel handler om, hvordan elektroner fyldes til et atoms orbitaler.
• Pauli Exclusion Principle siger, at der kun er to elektroner pr. Orbital. Og Hund-reglen siger, at først efter at have fyldt en elektron til hver bane, vil elektronparring ske.
• Princippet om udelukkelse af Pauli beskriver, hvordan elektroner i de samme orbitaler har modsatte spins. Dette kan bruges til at forklare Hund-reglen.
