Hundovo pravilo

Najprije pojedinačno, zatim parovi

Podljuska p sadrži tri orbitale. Za 2p² osnovno stanje zapisujemo ↑ ↑ _, a ne ↑↓ _ _. Za 2p³ dobivamo ↑ ↑ ↑; tek četvrti elektron počinje stvarati par.

Isto vrijedi za pet d orbitala i sedam f orbitala. Broj orbitala određuje mℓ, dok Hundovo pravilo bira najnižu raspodjelu među degeneriranim stanjima.

Hund i Pauli odgovaraju na različita pitanja

Pauli kaže da dva elektrona u istoj orbitali moraju imati suprotne projekcije spina i ne smiju imati isti potpuni skup četiriju kvantnih brojeva. Hund kaže kako rasporediti elektrone među više ekvivalentnih orbitala.

Konfiguracija ↑↓ ↑ _ zato ne krši Paulija, ali za tri p elektrona nije najniže stanje prema Hundu. Osnovno stanje je ↑ ↑ ↑.

Zašto paralelni spinovi mogu sniziti energiju

Ne radi se o klasičnom „odbijanju spinova“. Antisimetrija valne funkcije elektrona s paralelnim spinom mijenja prostornu korelaciju i može smanjiti prosječno odbijanje elektron–elektron; često se govori o izmjenskoj stabilizaciji.

Potpuno objašnjenje zahtijeva kvantnu mehaniku i ukupnu energiju atoma. Školsko pravilo učinkovito je sažimanje, a ne nova mehanička sila.

Nespareni elektroni ostavljaju magnetski trag

Atom ili ion s nesparenim elektronima ima magnetski moment i obično je paramagnetičan. N s 2p³ ima tri nesparena elektrona, dok Ne sa zatvorenim 2p⁶ nema nijedan.

Broj nesparenih elektrona zato je provjerljiva posljedica orbitalnog dijagrama. U kompleksima prijelaznih metala ligandno cijepanje može se natjecati s energijom sparivanja i dovesti do visoko- ili niskospinskih stanja.

Gdje primijeniti pravilo

Hundovo pravilo odnosi se na orbitale jednake ili vrlo slične energije u zadanom modelu. Ako ligandno polje snažno cijepa d orbitale, treba usporediti energiju cijepanja s energijom sparivanja.

Ne miješajte Hunda s Aufbauom: Aufbau bira energetski redoslijed podljuski, Pauli ograničava zauzeće jedne orbitale, a Hund raspoređuje elektrone među ekvivalentne orbitale.

Riješeni primjeri

1. 2p²

2. 2p⁴

3. Dušik i neon