Paulin poissulkemisperiaate vs Hundin sääntö
Atomirakenteen löytämisen jälkeen oli niin monia malleja kuvaamaan kuinka elektronit asuvat atomissa. Schrodinger keksi ajatuksen, että atomilla olisi "kiertoradat". Paulin poissulkemisperiaate ja Hundin sääntö esitetään myös kuvaamaan atomien orbitaaleja ja elektroneja.
Paulin poissulkemisperiaate
Paulin poissulkemisperiaate sanoo, että kahdella yhdellä atomilla olevalla elektronilla ei voi olla kaikkiaan neljää kvanttilukua yhtä suurina. Atomin orbitaalit kuvataan kolmella kvanttiluvulla. Nämä ovat pääkvanttiluku (n), kulmamomentti / atsimutaalinen kvanttiluku (l) ja magneettinen kvanttiluku (m l). Näistä pääkvanttiluku määrittelee kuoren. Se voi viedä minkä tahansa kokonaisluvun. Tämä on samanlainen kuin jaksollisen atomin jakso jaksollisessa taulukossa. Kulmamomenttikvanttiluvulla voi olla arvoja 0,1,2,3 - n-1. Alakuorien lukumäärä riippuu tästä kvanttiluvusta. Ja l määrittää kiertoradan muodon. Esimerkiksi, jos l = o, kiertorata on s ja p-kiertorata, l = 1, d-kiertorata l = 2 ja f-kiertorata l = 3. Magneettinen kvanttiluku määrittää vastaavan energian orbitaalien määrän. Toisin sanoen, me kutsumme näitä rappeutuneita kiertoratoja. m l: n arvot voivat olla –l - + l. Näiden kolmen kvanttiluvun lisäksi on toinen kvanttiluku, joka määrittää elektronit. Tätä kutsutaan elektronien pyörimiseksi kvanttiluvuksi (m s) ja sen arvot ovat +1/2 ja -1/2. Joten elektronin tilan määrittämiseksi atomissa meidän on määritettävä kaikki neljä kvanttilukua. Elektronit asuvat atomipyörillä ja vain kaksi elektronia voivat elää kiertoradalla. Lisäksi näillä kahdella elektronilla on vastakkaiset pyöräytykset. Siksi Paulin poissulkemisperiaatteessa sanottu on totta. Esimerkiksi otamme kaksi elektronia 3p-tasolla. Molempien elektronien peruskvanttiluku on 3. l on 1, koska elektronit asuvat orbitaalilla. m l on -1,0 ja +1. Siksi on 3 p degeneroituneita kiertoratoja. Kaikki nämä arvot ovat samat molemmille elektroneille, joita tarkastelemme. Mutta koska nämä kaksi elektronia asuvat samalla kiertoradalla, heillä on vastakkaiset pyöräytykset. Siksi spin-kvanttiluku on erilainen (toisella on +1/2 ja toisella -1/2).
Hund-sääntö
Hund-sääntö voidaan kuvata seuraavasti.
Vakain elektronien järjestely alikuorissa (rappeutuneet orbitaalit) on se, jolla on eniten rinnakkaiskierroksia. Niillä on suurin mahdollinen moninaisuus.”
Tämän mukaisesti kukin alikuori täyttyy elektronilla, joka pyörii rinnakkain, ennen kuin se täytetään kaksinkertaisesti toisella elektronilla. Tämän täyttömallin takia elektronit ovat vähemmän suojattuja ytimeltä; siten heillä on korkeimmat elektroni-ydin-vuorovaikutukset.
Mitä eroa on Paulin poissulkemisperiaatteella ja Hundin säännöllä?
• Paulin poissulkemisperiaate koskee atomin kvanttilukuja. Hundin sääntö koskee kuinka elektronit täytetään atomin kiertoradoille.
• Paulin poissulkemisperiaate sanoo, että sillä on vain kaksi elektronia kiertorataa kohti. Ja Hundin sääntö sanoo, että vasta kun yksi elektroni on täytetty jokaiselle kiertoradalle, tapahtuu elektroniparistuminen.
• Paulin poissulkemisperiaate kuvaa, kuinka samoilla kiertoradoilla olevilla elektroneilla on vastakkaiset pyöräytykset. Tätä voidaan käyttää selittämään Hund-sääntöä.
