Principio di esclusione di Pauli vs regola di Hund
Dopo aver trovato la struttura atomica, c'erano così tanti modelli per descrivere come risiedono gli elettroni in un atomo. Schrodinger ha avuto l'idea di avere "orbitali" in un atomo. Il principio di esclusione di Pauli e la regola di Hund sono anche proposti per descrivere gli orbitali e gli elettroni negli atomi.
Principio di esclusione di Pauli
Il principio di esclusione di Pauli dice che non ci sono due elettroni in un atomo possono avere tutti e quattro i numeri quantici uguali. Gli orbitali di un atomo sono descritti da tre numeri quantici. Questi sono il numero quantico principale (n), il momento angolare/numero quantico azimutale (l) e il numero quantico magnetico (ml). Da questi, il numero quantico principale definisce una shell. Può assumere qualsiasi valore intero. Questo è simile al periodo dell'atomo rilevante nella tavola periodica. Il numero quantico del momento angolare può avere valori da 0, 1, 2, 3 a n-1. Il numero di subshell dipende da questo numero quantico. E l determina la forma dell'orbitale. Ad esempio, se l=o allora l'orbitale è s, e per p orbitale, l=1, per d orbitale l=2 e per f orbitale l=3. Il numero quantico magnetico determina il numero di orbitali di energia equivalente. In altre parole, chiamiamo questi orbitali degeneri. ml può avere valori da –l a +l. Oltre a questi tre numeri quantici c'è un altro numero quantico che definisce gli elettroni. Questo è noto come numero quantico di spin degli elettroni (ms) e ha i valori +1/2 e -1/2. Quindi, per specificare lo stato di un elettrone in un atomo dobbiamo specificare tutti e quattro i numeri quantici. Gli elettroni risiedono negli orbitali atomici e solo due elettroni possono vivere in un orbitale. Inoltre, questi due elettroni hanno spin opposti. Pertanto, quanto detto nel Principio di esclusione di Pauli è vero. Ad esempio, prendiamo due elettroni a livello 3p. Il numero quantico principale per entrambi gli elettroni è 3. l è 1 poiché gli elettroni risiedono in un orbitale p. ml è -1, 0 e +1. Pertanto, ci sono 3 p orbitali degenerati. Tutti questi valori sono gli stessi per entrambi gli elettroni che stiamo considerando. Ma poiché i due elettroni risiedono nello stesso orbitale, hanno spin opposti. Pertanto, il numero quantico di spin è diverso (uno ha +1/2 e l' altro ha -1/2).
Regola dei cento
La regola dei cento può essere descritta come segue.
“La disposizione più stabile degli elettroni nei subshell (orbitali degenerati) è quella con il maggior numero di spin paralleli. Hanno la massima molteplicità.”
Secondo questo, ogni subshell si riempirà di un elettrone in rotazione parallela prima di essere doppiamente riempito con un altro elettrone. A causa di questo schema di riempimento, gli elettroni sono meno schermati dal nucleo; quindi, hanno le più alte interazioni elettrone-nucleare.
Qual è la differenza tra il principio di esclusione di Pauli e la regola di Hund?
• Il principio di esclusione di Pauli riguarda i numeri quantici di un atomo. La regola di Hund riguarda il modo in cui gli elettroni vengono riempiti negli orbitali di un atomo.
• Il principio di esclusione di Pauli dice di avere solo due elettroni per orbitale. E la regola di Hund dice che solo dopo aver riempito un elettrone su ciascun orbitale, si verificherà l'accoppiamento degli elettroni.
• Il principio di esclusione di Pauli descrive come gli elettroni negli stessi orbitali abbiano spin opposti. Questo può essere usato per spiegare la regola Hund.
