Pauli-uitsluitingsprincipe vs. Hund-regel
Na het vinden van de atomaire structuur, waren er zoveel modellen om te beschrijven hoe de elektronen zich in een atoom bevinden. Schrodinger kwam op het idee om "orbitalen" in een atoom te hebben. Het Pauli-uitsluitingsprincipe en de Hund-regel worden ook naar voren gebracht om de orbitalen en elektronen in atomen te beschrijven.
Pauli-uitsluitingsprincipe
Pauli Exclusion Principle zegt dat geen twee elektronen in één atoom alle vier de kwantumgetallen hetzelfde kunnen hebben. Orbitalen van een atoom worden beschreven door drie kwantumgetallen. Dit zijn het belangrijkste kwantumgetal (n), het impulsmoment/azimutale kwantumgetal (l) en het magnetische kwantumgetal (ml). Hieruit definieert het hoofdkwantumnummer een schil. Het kan elke gehele waarde aannemen. Dit is vergelijkbaar met de periode van het betreffende atoom in het periodiek systeem. Het kwantumnummer van het impulsmoment kan waarden hebben van 0, 1, 2, 3 tot n-1. Het aantal subshells hangt af van dit kwantumnummer. En ik bepa alt de vorm van de orbitaal. Bijvoorbeeld, als l=o dan is de orbitaal s, en voor p orbitaal, l=1, voor d orbitaal l=2, en voor f orbitaal l=3. Magnetisch kwantumgetal bepa alt het aantal orbitalen met equivalente energie. Met andere woorden, we noemen deze gedegenereerde orbitalen. ml kan waarden hebben van –l tot +l. Behalve deze drie kwantumgetallen is er nog een ander kwantumgetal dat de elektronen definieert. Dit staat bekend als elektronenspin-kwantumgetal (ms) en heeft de waarden +1/2 en -1/2. Dus om de toestand van een elektron in een atoom te specificeren, moeten we alle vier de kwantumgetallen specificeren. Elektronen bevinden zich in atomaire orbitalen en slechts twee elektronen kunnen in een orbitaal leven. Verder hebben deze twee elektronen tegengestelde spins. Daarom is wat in het Pauli-uitsluitingsbeginsel wordt gezegd waar. We nemen bijvoorbeeld twee elektronen op 3p-niveau. Het belangrijkste kwantumgetal voor beide elektronen is 3. l is 1 omdat de elektronen zich in een p-orbitaal bevinden. ml is -1, 0 en +1. Daarom zijn er 3 p gedegenereerde orbitalen. Al deze waarden zijn hetzelfde voor beide elektronen die we overwegen. Maar aangezien de twee elektronen zich in dezelfde orbitaal bevinden, hebben ze tegengestelde spins. Daarom is het spinkwantumgetal anders (de ene heeft +1/2 en de andere heeft -1/2).
Hundregel
Hund-regel kan als volgt worden beschreven.
“De meest stabiele opstelling van elektronen in de subschillen (gedegenereerde orbitalen) is degene met het grootste aantal parallelle spins. Ze hebben de maximale veelvoud.”
Volgens dit zal elke subschil zich vullen met een elektron in parallelle spin voordat het dubbel wordt gevuld met een ander elektron. Door dit vulpatroon zijn elektronen minder afgeschermd van de kern; dus hebben ze de hoogste elektron-nucleaire interacties.
Wat is het verschil tussen het Pauli-uitsluitingsprincipe en de Hund-regel?
• Pauli Exclusion Principle gaat over de kwantumgetallen van een atoom. Hund regel gaat over hoe elektronen worden gevuld tot de orbitalen van een atoom.
• Het uitsluitingsprincipe van Pauli zegt dat er slechts twee elektronen per orbitaal zijn. En de Hund-regel zegt dat alleen na het vullen van één elektron in elke orbitaal, elektronenparen zullen plaatsvinden.
• Pauli Exclusion Principle beschrijft hoe elektronen in dezelfde orbitalen tegengestelde spins hebben. Dit kan worden gebruikt om de Hund-regel uit te leggen.
