Pauli välistamise põhimõte vs Hundi reegel
Pärast aatomi struktuuri leidmist oli nii palju mudeleid, mis kirjeldaksid, kuidas elektronid aatomis elavad. Schrodinger tuli ideele, et aatomil oleks „orbitaalid“. Aatomite orbitaalide ja elektronide kirjeldamiseks esitatakse ka Pauli väljajätmise põhimõte ja Hundi reegel.
Pauli välistamise põhimõte
Pauli välistamise põhimõte ütleb, et ühel aatomil pole kahel elektronil kõiki nelja kvantarvu ühesugustena. Aatomi orbitaale kirjeldatakse kolme kvantarvuga. Need on peamine kvantarv (n), nurkimpulss / asimutaalne kvantarv (l) ja magnetkvantarv (m l). Nende põhjal määratleb põhikvantarv kesta. See võib võtta mis tahes täisarvu. See sarnaneb perioodilise tabeli vastava aatomi perioodiga. Nurgamomendi kvantarvu väärtused võivad olla vahemikus 0,1,2,3 kuni n-1. Alamkestade arv sõltub sellest kvantarvust. Ja l määrab orbitaali kuju. Näiteks kui l = o, siis on orbitaal s ja p orbitaali puhul l = 1, d orbitaali l = 2 ja f orbitaali l = 3. Magnetkvantarv määrab ekvivalentenergia orbitaalide arvu. Teisisõnu nimetame neid degenereerunud orbitaale. m l väärtused võivad olla –l kuni + l. Peale nende kolme kvantarvu on veel üks kvantarv, mis määrab elektronid. Seda tuntakse kui elektronide pöörlemist kvantarvu (m s) ja selle väärtused on +1/2 ja -1/2. Niisiis, aatomi elektroni oleku täpsustamiseks peame määrama kõik neli kvantarvu. Elektronid elavad aatomi orbitaalides ja orbiidil saavad elada ainult kaks elektroni. Lisaks on neil kahel elektronil vastupidised pöörded. Seetõttu vastab Pauli välistamise põhimõttes öeldu tõele. Näiteks võtame 3p tasemel kaks elektroni. Mõlema elektronide kvantarv on põhimõtteliselt 3. l on 1, kuna elektronid asuvad orbiidil. m l on -1,0 ja 1. Seetõttu on degenereerunud orbitaale 3 p. Kõik need väärtused on mõlema vaadeldava elektroniga ühesugused. Kuid kuna kaks elektroni elavad ühes orbiidis, on neil pöörded vastupidised. Seetõttu on spin-kvantarv erinev (ühel on +1/2 ja teisel -1/2).
Hundireegel
Hundi reeglit saab kirjeldada järgmiselt.
„Elektronide kõige stabiilsem paigutus alamkestades (degenereerunud orbitaalides) on kõige suurema arvu paralleelsete pöörlemistega. Neil on maksimaalne paljusus.”
Selle kohaselt täidab iga alamkesta paralleelselt pöörleva elektroniga, enne kui see täidetakse topelt teise elektroniga. Selle täitemustri tõttu on elektronid tuuma eest vähem kaitstud; seega on neil suurim elektroni ja tuuma vastasmõju.
Mis vahe on Pauli väljajätmise põhimõttel ja Hundi reeglil?
• Pauli välistamise põhimõte käsitleb aatomi kvantarvusid. Hundi reegel räägib sellest, kuidas elektronid täidetakse aatomi orbitaalideni.
• Pauli väljajätmise põhimõte ütleb, et orbiidil on ainult kaks elektroni. Ja Hundi reegel ütleb, et alles pärast ühe elektroni täitmist igale orbiidile toimub elektronide paaristamine.
• Pauli välistamise põhimõte kirjeldab, kuidas samadel orbitaalidel olevatel elektronidel on vastupidised pöörded. Seda saab kasutada Hundi reegli selgitamiseks.
