Hund's rule

Degenerált orbitálok

Hund első szabálya szerint azonos energiájú orbitálok betöltésekor az elektronok először külön orbitálokat foglalnak el párhuzamos spinnel, és csak ezután kezdenek párosodni. Ez csökkenti az elektron-elektron taszítás energetikai költségét és kvantummechanikai cserehatással is összefügg.

Egy izolált atom p alhéjának három orbitálja külső tér nélkül azonos energiájú. Ha három elektron kerül ide, a kedvező alapállapot mindhárom orbitált egyszeresen tölti be azonos spinirányú elektronokkal, nem pedig egy orbitálban párosít kettőt.

A szén alapállapoti konfigurációja 1s²2s²2p². A két p elektron két külön 2p orbitálba kerül párhuzamos spinnel. Ezért az egyszerű orbitáldiagram két párosítatlan elektront mutat.

Külön orbitálokban az elektronok térben átlagosan kevésbé zsúfolódnak, és az antiszimmetrikus fermion-hullámfüggvény csereenergiája is stabilizálhatja a párhuzamos spinű konfigurációt. A szabály tehát nem puszta rajzolási konvenció.

Párosítatlan elektronok nettó mágneses momentumot adhatnak, ezért Hund-szabály segít megjósolni, hogy egy atom vagy ion paramágneses lehet-e. Ha minden elektron párosított, a rendszer gyakran diamágneses.