Principio de exclusión de Pauli versus regla de Hund
Después de encontrar la estructura atómica, había tantos modelos para describir cómo residen los electrones en un átomo. A Schrodinger se le ocurrió la idea de tener "orbitales" en un átomo. El principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund también se presentan para describir los orbitales y los electrones en los átomos.
Principio de exclusión de Pauli
El principio de exclusión de Pauli dice que dos electrones en un átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales. Los orbitales de un átomo se describen mediante tres números cuánticos. Estos son el número cuántico principal (n), el número cuántico de momento angular/azimutal (l) y el número cuántico magnético (ml). A partir de estos, el número cuántico principal define un caparazón. Puede tomar cualquier valor entero. Esto es similar al período del átomo relevante en la tabla periódica. El número cuántico de momento angular puede tener valores de 0, 1, 2, 3 a n-1. El número de subcapas depende de este número cuántico. Y l determina la forma del orbital. Por ejemplo, si l=o entonces el orbital es s, y para el orbital p, l=1, para el orbital d l=2, y para el orbital f l=3. El número cuántico magnético determina el número de orbitales de energía equivalente. En otras palabras, llamamos a estos orbitales degenerados. ml puede tener valores de –l a +l. Además de estos tres números cuánticos, existe otro número cuántico que define a los electrones. Esto se conoce como número cuántico de espín de los electrones (ms) y tiene los valores +1/2 y -1/2. Entonces, para especificar el estado de un electrón en un átomo, necesitamos especificar los cuatro números cuánticos. Los electrones residen en orbitales atómicos y solo dos electrones pueden vivir en un orbital. Además, estos dos electrones tienen giros opuestos. Por lo tanto, lo dicho en el Principio de Exclusión de Pauli es cierto. Por ejemplo, tomamos dos electrones en el nivel 3p. El número cuántico principal para ambos electrones es 3. l es 1 ya que los electrones residen en un orbital p. ml es -1, 0 y +1. Por lo tanto, hay 3 orbitales p degenerados. Todos estos valores son iguales para los dos electrones que estamos considerando. Pero como los dos electrones residen en el mismo orbital, tienen espines opuestos. Por lo tanto, el número cuántico de espín es diferente (uno tiene +1/2 y el otro tiene -1/2).
Regla de los cien
La regla de Hund se puede describir de la siguiente manera.
“La disposición más estable de electrones en las subcapas (orbitales degenerados) es la que tiene el mayor número de espines paralelos. Tienen la máxima multiplicidad.”
Según esto, cada capa secundaria se llenará con un electrón en espín paralelo antes de que se llene doblemente con otro electrón. Debido a este patrón de llenado, los electrones están menos protegidos del núcleo; por lo tanto, tienen las interacciones electrón-nucleares más altas.
¿Cuál es la diferencia entre el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund?
• El principio de exclusión de Pauli trata sobre los números cuánticos de un átomo. La regla de Hund trata sobre cómo los electrones se llenan hasta los orbitales de un átomo.
• El principio de exclusión de Pauli dice que solo hay dos electrones por orbital. Y la regla de Hund dice que solo después de llenar un electrón en cada orbital, se producirá el emparejamiento de electrones.
• El principio de exclusión de Pauli describe cómo los electrones en los mismos orbitales tienen espines opuestos. Esto se puede usar para explicar la regla de Hund.
