Nguyên tắc loại trừ Pauli và Quy tắc Hund
Sau khi tìm ra cấu trúc nguyên tử, có rất nhiều mô hình để mô tả cách các electron cư trú trong nguyên tử. Schrodinger nảy ra ý tưởng có "obitan" trong nguyên tử. Nguyên tắc Loại trừ Pauli và quy tắc Hund cũng được đưa ra để mô tả các obitan và electron trong nguyên tử.
Nguyên tắc Loại trừ Pauli
Nguyên tắc Loại trừ Pauli nói rằng không có hai electron nào trong một nguyên tử có thể có tất cả bốn số lượng tử giống nhau. Các quỹ đạo của một nguyên tử được mô tả bằng ba số lượng tử. Đây là số lượng tử chính (n), mômen động lượng / số lượng tử phương vị (l) và số lượng tử từ (ml). Từ những điều này, số lượng tử chính xác định một lớp vỏ. Nó có thể nhận bất kỳ giá trị số nguyên nào. Điều này tương tự với chu kỳ của nguyên tử có liên quan trong bảng tuần hoàn. Số lượng tử động lượng góc có thể có các giá trị từ 0, 1, 2, 3 đến n-1. Số lượng vỏ phụ phụ thuộc vào số lượng tử này. Và l xác định hình dạng của quỹ đạo. Ví dụ, nếu l=o thì quỹ đạo là s, và đối với quỹ đạo p, l=1, đối với quỹ đạo d là l=2 và quỹ đạo f là l=3. Số lượng tử từ xác định số obitan có năng lượng tương đương. Nói cách khác, chúng ta gọi đó là những obitan suy biến. mlcó thể có giá trị từ –l đến + l. Ngoài ba số lượng tử này còn có một số lượng tử khác xác định các electron. Đây được gọi là số lượng tử spin của electron (ms) và có các giá trị +1/2 và -1/2. Vì vậy, để xác định trạng thái của một electron trong nguyên tử, chúng ta cần xác định tất cả bốn số lượng tử. Các electron nằm trong các obitan nguyên tử và chỉ có hai electron có thể sống trong một obitan. Hơn nữa, hai electron này có spin trái dấu. Do đó, những gì được nói trong Nguyên tắc Loại trừ Pauli là đúng. Ví dụ, chúng ta lấy hai electron ở mức 3p. Số lượng tử nguyên tắc của cả hai electron là 3. l là 1 vì các electron đang cư trú trong một quỹ đạo p. mllà -1, 0 và +1. Do đó, có 3 obitan p bị suy biến. Tất cả các giá trị này đều giống nhau đối với cả hai electron mà chúng ta đang xem xét. Nhưng vì hai electron nằm trong cùng một quỹ đạo nên chúng có spin ngược nhau. Do đó, số lượng tử spin là khác nhau (một cái có +1/2 và cái kia có -1/2).
quy tắc Hund
Quy tắcHund có thể được mô tả như sau.
“Sự sắp xếp ổn định nhất của các electron trong các vỏ con (obitan suy biến) là sự sắp xếp có số spin song song lớn nhất. Chúng có tính đa dạng tối đa.”
Theo đó, mỗi lớp vỏ con sẽ lấp đầy một điện tử trong spin song song trước khi nó được lấp đầy kép với một điện tử khác. Do hình thức lấp đầy này, các electron ít bị che chắn hơn khỏi hạt nhân; do đó, chúng có tương tác hạt nhân - electron cao nhất.
Sự khác biệt giữa Nguyên tắc Loại trừ Pauli và Quy tắc Hund là gì?
• Nguyên tắc Loại trừ Pauli là về các số lượng tử của một nguyên tử. Quy tắc Hund nói về cách các electron được lấp đầy vào các obitan của một nguyên tử.
• Nguyên tắc Loại trừ Pauli nói về việc chỉ có hai điện tử trên mỗi quỹ đạo. Và quy tắc Hund nói rằng chỉ sau khi điền một electron vào mỗi quỹ đạo, sự kết đôi electron sẽ xảy ra.
• Nguyên tắc Loại trừ Pauli mô tả cách các electron trong cùng một obitan có spin ngược nhau. Điều này có thể được sử dụng để giải thích quy tắc Hund.
