პაულის გამორიცხვის პრინციპი ჰუნდის წესის წინააღმდეგ
ატომის სტრუქტურის აღმოჩენის შემდეგ, იყო იმდენი მოდელი, რათა აღეწერა, თუ როგორ ცხოვრობენ ელექტრონები ატომში. შროდინგერს გაუჩნდა იდეა ატომში „ორბიტალების“არსებობის შესახებ. პაულის გამორიცხვის პრინციპი და ჰუნდის წესი ასევე წარმოდგენილია ატომებში ორბიტალებისა და ელექტრონების აღსაწერად.
პაულის გამორიცხვის პრინციპი
პაულის გამორიცხვის პრინციპი ამბობს, რომ ერთ ატომში არცერთ ორ ელექტრონს არ შეიძლება ჰქონდეს ოთხივე კვანტური რიცხვი ერთნაირი. ატომის ორბიტალები აღწერილია სამი კვანტური რიცხვით. ეს არის ძირითადი კვანტური რიცხვი (n), კუთხური იმპულსი/აზიმუთალური კვანტური რიცხვი (l) და მაგნიტური კვანტური რიცხვი (ml).აქედან, ძირითადი კვანტური რიცხვი განსაზღვრავს გარსს. მას შეუძლია მიიღოს ნებისმიერი მთელი რიცხვი. ეს მსგავსია პერიოდულ სისტემაში შესაბამისი ატომის პერიოდს. კუთხური იმპულსის კვანტურ რიცხვს შეიძლება ჰქონდეს მნიშვნელობები 0, 1, 2, 3-დან n-1-მდე. ქვე ჭურვების რაოდენობა დამოკიდებულია ამ კვანტურ რიცხვზე. და l განსაზღვრავს ორბიტალის ფორმას. მაგალითად, თუ l=o მაშინ ორბიტალი არის s, ხოლო p ორბიტალისთვის l=1, d ორბიტალისთვის l=2 და f ორბიტალისთვის l=3. მაგნიტური კვანტური რიცხვი განსაზღვრავს ექვივალენტური ენერგიის ორბიტალების რაოდენობას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ ვუწოდებთ ამ გადაგვარებულ ორბიტალებს. ml შეიძლება ჰქონდეს მნიშვნელობები –l-დან +l-მდე. გარდა ამ სამი კვანტური რიცხვისა, არსებობს კიდევ ერთი კვანტური რიცხვი, რომელიც განსაზღვრავს ელექტრონებს. ეს ცნობილია როგორც ელექტრონების სპინირებული კვანტური რიცხვი (ms) და აქვს მნიშვნელობები +1/2 და -1/2. ასე რომ, ატომში ელექტრონის მდგომარეობის დასადგენად, ოთხივე კვანტური რიცხვი უნდა დავაზუსტოთ. ელექტრონები ბინადრობენ ატომურ ორბიტალებში და მხოლოდ ორ ელექტრონს შეუძლია ორბიტალში ცხოვრება. გარდა ამისა, ამ ორ ელექტრონს აქვს საპირისპირო სპინები.მაშასადამე, ის, რაც ნათქვამია პაულის გამორიცხვის პრინციპში, მართალია. მაგალითად, ვიღებთ ორ ელექტრონს 3p დონეზე. ორივე ელექტრონის პრინციპული კვანტური რიცხვია 3. l არის 1, რადგან ელექტრონები ბინადრობენ p ორბიტალში. ml არის -1, 0 და +1. აქედან გამომდინარე, არსებობს 3 p გადაგვარებული ორბიტალი. ყველა ეს მნიშვნელობა ერთნაირია ორივე ელექტრონისთვის, რომელსაც განვიხილავთ. მაგრამ რადგან ორი ელექტრონი ერთსა და იმავე ორბიტალში ცხოვრობენ, მათ აქვთ საპირისპირო სპინები. მაშასადამე, სპინის კვანტური რიცხვი განსხვავებულია (ერთს აქვს +1/2 და მეორეს აქვს -1/2).
ჰუნდის წესი
ჰუნდის წესი შეიძლება აღწერილი იყოს შემდეგნაირად.
„ელექტრონების ყველაზე სტაბილური განლაგება ქვეშრეებში (დეგენერაციული ორბიტალები) არის ის, სადაც ყველაზე მეტი პარალელური სპინებია. მათ აქვთ მაქსიმალური სიმრავლე.”
ამის მიხედვით, თითოეული ქვეგარსი ივსება ელექტრონით პარალელურად სპინით, სანამ ის ორჯერ შეივსება სხვა ელექტრონით. ამ შევსების ნიმუშის გამო ელექტრონები ნაკლებად არიან დაცული ბირთვისგან; ამრიგად, მათ აქვთ ყველაზე მაღალი ელექტრონ-ბირთვული ურთიერთქმედება.
რა განსხვავებაა პაულის გამორიცხვის პრინციპსა და ჰუნდის წესს შორის?
• პაულის გამორიცხვის პრინციპი არის ატომის კვანტური რიცხვების შესახებ. ჰუნდის წესი არის იმის შესახებ, თუ როგორ ივსება ელექტრონები ატომის ორბიტალებამდე.
• პაულის გამორიცხვის პრინციპი ამბობს ორბიტალზე მხოლოდ ორი ელექტრონის არსებობაზე. და ჰუნდის წესი ამბობს, რომ მხოლოდ ყოველ ორბიტალზე ერთი ელექტრონის შევსების შემდეგ მოხდება ელექტრონების დაწყვილება.
• პაულის გამორიცხვის პრინციპი აღწერს, თუ როგორ აქვთ ელექტრონებს ერთსა და იმავე ორბიტალებში საპირისპირო სპინები. ეს შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰუნდის წესის ასახსნელად.
