Hundi reeglid

Hundi reeglid on kvantkeemias empiirilised reeglid,  mis on mõeldud aatomite või molekulide erinevate energiaolekute suhtelise järjestuse ennustamiseks. Need reeglid sõnastas saksa füüsik Friedrich Hund 1925. aastal. 

Aatomi elektronkonfiguratsioon näitab, millistel aatomorbitaalidel elektronid asuvad. Elektronkonfiguratsioon aga ei ütle, millist kvantarvu elektronid kasutavad.  Aatomi nende mikroolekute kirjeldamiseks on kasutusel spektraaltermid.Spectral Terms for Atoms and Molecule  Eri energiatasemetele vastavad erinevad termid, mis näitavad elektronide kvantarve. Hundi reeglid võimaldavad ennustada, milline ühe või mitme elektroniga aatomi, samuti ergastatud aatomi, iooni või molekuli spektraaltermidest on madalaima energiaga, seega põhiolekus. Esimene neist reeglitest, Hundi maksimaalse multipleetsuse (ingl multiplicity) reegel, on eriti oluline keemias.

 Esimene reegel (maksimaalse multipleetsuse reegel)  
Antud elektronkonfiguratsiooni korral on madalaim energiatase suurima multipleetsusega spektraaltermil. Multipleetsus saadakse paardumata elektronide arvust, liites sellele 1, või elektronide kogu spinnmomendist S, multipleetsus on 2S+1. Suurima multipleetsuse reegli kohaselt hõivavad elektronid üksteise järel sama energiaga orbitaalid paralleelsete spinnidega. Erinevatel orbitaalidel asuvate elektronide vahel on laenguline tõukumine väiksem kui samal orbitaalil paiknevate elektronide vahel, mistõttu on ka sellise elektronkonfiguratsiooni energia väikseim.

Aufbau printsiibi kohaselt paiknevad elektronid orbitaalidel minimaalse energia põhimõttel. Esmalt täidetakse madalaima kvantarvuga n ja l orbitaalid. Kuna sama alamkihi orbitaalidel (p, d jne) on sama energia, on kvantarvude ml ja ms järjekord juhuslik. Pauli printsiibi järgi ei saa ühes aatomis kahel elektronil olla sama nelja kvantarvu kombinatsioon. Kuna spinn-kvantarv ms saab olla ainult kas + ½ või – ½, võib samal orbitaalil olla maksimaalselt kaks elektroni. Hundi esimese reegli kohaselt paigutatakse elektronid sama energiaga orbitaalidele nii, et spinnide koguarv S oleks võimalikult suur. Sel juhul on võimalikult paljudel elektronidel samasuunaline spinn. Kahe elektroni puhul võib spinnide koguarvu väärtuseks olla 1 (spinnid samasuunalised) või 0 (spinnid vastassuunalised).

Näiteks süsiniku elektronkonfiguratsioon on 1s22s22p2. Hundi esimese reegli kohaselt hõivavad elektronid ükshaaval kolm 2p orbitaali paralleelsete spinnidega (S = 1, multipleetsus 3).

 Teine reegel 
Kui spektraaltermidel on sama multipleetsus, on väikseim energia sellel spektraaltermil, millel on suurim orbitaalne imulsimoment L. Selle momendi positiivse täisarvulise väärtuse saab arvutada iga elektroni individuaalsest orbitaalsest impulsimomendist (ingl individual orbital angular momentum), kasutades Clebschi-Gordini koefitsiente.

 Kolmas reegel 
Hundi kolmas reegel võtab energiaolekute määramisel arvesse spinn- ja orbitaal-impulsimomendiga seotud magnetväljade vahelist vastastikmõju ehk nn spinnorbitaalsidestust.

 Vaata ka 
 Elektronkonfiguratsioon

 Viited 

Kategooria:Füüsikaline keemia