Hundovo pravilo

Najprej posamično, nato pari

Podlupina p vsebuje tri orbitale. Za 2p² zapišemo osnovno stanje ↑ ↑ _, ne ↑↓ _ _. Za 2p³ dobimo ↑ ↑ ↑; šele četrti elektron začne tvoriti par.

Enako razmišljanje velja za pet orbital d in sedem orbital f. Število orbital določa mℓ, Hundovo pravilo pa izbira najnižjo zasedenost med degeneriranimi stanji.

Hund in Pauli odgovarjata na različni vprašanji

Pauli pravi, da morata imeti dva elektrona v isti orbitali nasprotni projekciji spina in ne smeta imeti enake celotne četverice kvantnih števil. Hund pove, kako razporediti elektrone med več enakovrednih orbital.

Konfiguracija ↑↓ ↑ _ zato ne krši Paulija, vendar za tri elektrone p ni najnižje stanje po Hundu. Osnovno stanje je ↑ ↑ ↑.

Zakaj lahko vzporedni spini znižajo energijo

Ne gre za klasični „odboj spinov“. Antisimetrija valovne funkcije elektronov z vzporednim spinom spremeni prostorsko korelacijo in lahko zmanjša povprečni odboj elektron–elektron; pogosto govorimo o izmenjalni stabilizaciji.

Popolna razlaga zahteva kvantno mehaniko in celotno energijo atoma. Šolsko pravilo je učinkovito povzetje, ne nova mehanska sila.

Neparni elektroni pustijo magnetni podpis

Atom ali ion z neparnimi elektroni ima magnetni moment in je navadno paramagneten. N z 2p³ ima tri neparne elektrone, Ne z zaprto 2p⁶ pa nobenega.

Število neparnih elektronov je zato preverljiva posledica orbitalnega diagrama. Pri kompleksih prehodnih kovin pa lahko ligandna razcepitev tekmuje z energijo parjenja in vodi do visoko- ali nizkospinskih stanj.

Kje pravilo uporabiti

Hundovo pravilo velja za orbitale enake ali zelo podobne energije v danem modelu. Če ligandno polje močno razcepi orbitale d, moramo primerjati energijo razcepitve z energijo parjenja.

Ne zamenjujte Hunda z Aufbauom: Aufbau izbira energijski vrstni red podlupin, Pauli omejuje zasedenost ene orbitale, Hund pa razporeja elektrone med enakovredne orbitale.

Rešeni primeri

1. 2p²

2. 2p⁴

3. Dušik in neon