Вопрос про правило Хунда По правилу Хунда, электроны располагаются таким образом, чтобы сумма их спинов была максимальной. Но почему тогда из 4 электронов 2 электрона спаренные, а остальные 2-нет? По логике все должны быть спаренными, чтобы был максимальный спин. Не могу понять это правило.
Правило Хунда действительно говорит о том, что электроны в атомах располагаются так, чтобы суммарный спин был максимальным. Это связано с тем, что электроны являются фермионами и подчиняются принципу запрета Паули.
Когда мы говорим о спаривании электронов, важно понимать, что электроны могут занимать орбитали в разных энергетических состояниях. В случае, когда у нас есть несколько электронов, находящихся в подуровне с одинаковой энергией например,(p)−орбиталинапример, (p)-орбиталинапример,(p)−орбитали, электроны сначала занимают эти орбитали по одному, с одинаковым спином (в основном, с "вверх"). Это создает максимальный суммарный спин.
Когда один из доступных спиновых состояний орбиталиорбиталиорбитали заполняется, и в него добавляется второй электрон, этот электрон, согласно принципу запрета Паули, должен иметь противоположный спин (т.е., "вниз"). Таким образом, формируется пара из двух электронов с противоположными спинами.
Пример: в подуровне ppp, который может содержать до 6 электронов, согласно правилу Хунда, сначала 3 электрона займут три различных орбитали ppp с одинаковым спином. На этом этапе суммарный спин уже будет максимальным 3/23/23/2. Затем, когда они начнут заполнять уже занятую орбиталь, они будут спаренными, и спин будет уменьшаться.
Таким образом, правило Хунда направлено на максимизацию суммарного спина за счет первоначального заполнения орбиталей по одному, и лишь потом происходит спаривание. Поэтому из 4 электронов 2 могут быть спаренными, а двое — нет, что и приводит к максимальной сумме спинов в данной конфигурации.
Правило Хунда действительно говорит о том, что электроны в атомах располагаются так, чтобы суммарный спин был максимальным. Это связано с тем, что электроны являются фермионами и подчиняются принципу запрета Паули.
Когда мы говорим о спаривании электронов, важно понимать, что электроны могут занимать орбитали в разных энергетических состояниях. В случае, когда у нас есть несколько электронов, находящихся в подуровне с одинаковой энергией например,(p)−орбиталинапример, (p)-орбиталинапример,(p)−орбитали, электроны сначала занимают эти орбитали по одному, с одинаковым спином (в основном, с "вверх"). Это создает максимальный суммарный спин.
Когда один из доступных спиновых состояний орбиталиорбиталиорбитали заполняется, и в него добавляется второй электрон, этот электрон, согласно принципу запрета Паули, должен иметь противоположный спин (т.е., "вниз"). Таким образом, формируется пара из двух электронов с противоположными спинами.
Пример: в подуровне ppp, который может содержать до 6 электронов, согласно правилу Хунда, сначала 3 электрона займут три различных орбитали ppp с одинаковым спином. На этом этапе суммарный спин уже будет максимальным 3/23/23/2. Затем, когда они начнут заполнять уже занятую орбиталь, они будут спаренными, и спин будет уменьшаться.
Таким образом, правило Хунда направлено на максимизацию суммарного спина за счет первоначального заполнения орбиталей по одному, и лишь потом происходит спаривание. Поэтому из 4 электронов 2 могут быть спаренными, а двое — нет, что и приводит к максимальной сумме спинов в данной конфигурации.