Principi d'exclusió de Pauli i regla de Hund
Després de trobar l'estructura atòmica, hi havia tants models per descriure com resideixen els electrons en un àtom. A Schrodinger se li va ocórrer la idea de tenir "orbitals" en un àtom. També es proposen el principi d'exclusió de Pauli i la regla de Hund per descriure els orbitals i els electrons dels àtoms.
Principi d'exclusió de Pauli
El principi d'exclusió de Pauli diu que no hi ha dos electrons en un àtom que puguin tenir els quatre nombres quàntics iguals. Els orbitals d'un àtom es descriuen mitjançant tres nombres quàntics. Aquests són el nombre quàntic principal (n), el moment angular/número quàntic azimutal (l) i el nombre quàntic magnètic (ml). A partir d'aquests, el nombre quàntic principal defineix una capa. Pot prendre qualsevol valor enter. Això és similar al període de l'àtom rellevant de la taula periòdica. El nombre quàntic de moment angular pot tenir valors des de 0, 1, 2, 3 fins a n-1. El nombre de subshells depèn d'aquest nombre quàntic. I l determina la forma de l'orbital. Per exemple, si l=o aleshores l'orbital és s, i per a l'orbital p, l=1, per a l'orbital d l=2 i per a l'orbital f l=3. El nombre quàntic magnètic determina el nombre d'orbitals d'energia equivalent. En altres paraules, anomenem aquests orbitals degenerats. ml pot tenir valors des de –l fins a +l. A part d'aquests tres nombres quàntics, hi ha un altre nombre quàntic que defineix els electrons. Això es coneix com a nombre quàntic d'espin dels electrons (ms) i té els valors +1/2 i -1/2. Per tant, per especificar l'estat d'un electró en un àtom hem d'especificar els quatre nombres quàntics. Els electrons resideixen en orbitals atòmics i només dos electrons poden viure en un orbital. A més, aquests dos electrons tenen espines oposats. Per tant, el que es diu al principi d'exclusió de Pauli és cert. Per exemple, prenem dos electrons al nivell 3p. El nombre quàntic principal dels dos electrons és 3. l és 1 ja que els electrons resideixen en un orbital p. ml és -1, 0 i +1. Per tant, hi ha 3 p orbitals degenerats. Tots aquests valors són els mateixos per als dos electrons que estem considerant. Però com que els dos electrons resideixen en el mateix orbital tenen espins oposats. Per tant, el nombre quàntic d'espín és diferent (un té +1/2 i l' altre té -1/2).
Regla dels cent
La La regla dels centenes es pot descriure de la següent manera.
“La disposició més estable d'electrons a les subcapa (orbitals degenerats) és la que té el major nombre de girs paral·lels. Tenen la màxima multiplicitat.”
Segons això, cada subcapa s'omplirà d'un electró en gir paral·lel abans que s'omplirà doblement amb un altre electró. A causa d'aquest patró d'ompliment, els electrons estan menys protegits del nucli; per tant, tenen les interaccions electron-nuclear més altes.
Quina diferència hi ha entre el principi d'exclusió de Pauli i la regla Hund?
• El principi d'exclusió de Pauli tracta sobre els nombres quàntics d'un àtom. La regla de Hund tracta de com s'omplen els electrons als orbitals d'un àtom.
• El principi d'exclusió de Pauli diu que només hi ha dos electrons per orbital. I la regla de Hund diu que només després d'omplir un electró a cada orbital, es produirà l'aparellament d'electrons.
• El principi d'exclusió de Pauli descriu com els electrons dels mateixos orbitals tenen espines oposats. Això es pot utilitzar per explicar la regla de les cent.
