훈트 규칙

훈트 규칙()은 독일의 물리학자 프리드리히 훈트()가 발견한, 다전자 원자의 바닥 상태를 결정하는 규칙이다. 총 세 규칙이 있으나, 흔히 첫 번째 법칙만을 일컫는 경우가 많다.

 내용 
 주어진 전자 배열에 대하여, 가장 큰 겹침 수를 갖는 전자 배치가 가장 낮은 에너지를 갖는다.(최대 겹침수의 법칙)
 주어진 겹침수에 대하여 총 궤도 각운동량 양자수가 가장 클 때 가장 낮은 에너지를 갖는다.
 주어진 전자 배열에 대하여 한 원자에서 최외각 부껍질()이 절반 이하로 채워졌을 때 총 각운동량 양자수 가 가장 작은 에너지 준위가 가장 낮은 에너지를 갖는다. 만일 절반보다 많이 채워졌을 때는 가 가장 큰 경우가 가장 낮은 에너지 준위이다.

 최대 다중도의 법칙 

각 원자의 바닥 상태의 전자 배열은 에너지 상태가 같은 원자 궤도에 전자가 배치되지 않을 때, 최대한 홀전자 수가 많게 배치되며, 이 홀전자들의 스핀 양자수는 서로 같다는 규칙이다. 이는 전자가 같은 원자 궤도에 들어가, 쌍을 이룰 경우 전자 사이에 전기적 반발력이 작용하기 때문이다. 다음 표 상에서 전자를 ·라고 표기하고, 질소로 예를 들어보면, 1번 방식처럼 홀전자가 최대한 많게 배치된다는 것이다. 순서대로 전자를 채워 넣은 2번의 경우는 훈트 규칙에 위배된 경우이다.
  1s  2s  2px  2py  2pz1•••••••2•••••••
원소에 전자가 배치될때는 전자간의 반발력을 최소화 하기 때문에 가능한 한 구형이 되도록 전자를 채워나가게 된다. 이때문에 예외적으로 훈트의 규칙을 만족하지 않는 원자가 있는데 24번 원자 Cr과 29번 원자 Cu이다. 이 원자들은 훈트의 규칙에 의하면 에너지 준위가 낮은 4s를 모두 채운 후 3d를 채우는 게 맞지만, 오비탈상에서 4s 오비탈에 전자가 2개가 들어가게 되면 3d 오비탈과 4s가 겹치는 부분이 최대 4개가 되기 때문에 4s오비탈에 1개만 채워서 3d와 4s오비탈이 겹치는 부분이 최대가 3개가 되도록 해 전자반발력을 최소화하면서 구형이 되는 방향으로 전자를 채워넣게 된다. Cr도 마찬가지로 4s와 3d 오비탈이 겹치는 부분이 최대 3개가 되는 쪽보단 2개가 되는 쪽으로 가기 때문에 4s와 3d 오비탈에 각각 한 개씩의 전자를 채워 넣게 된다.

 외부 링크 
 Hund's rules on HyperPhysics
 A glossary entry hosted on the web site of the Chemistry Department of Purdue University
 A PhysicsWeb article 
 Multiplets in Transition Metal ions in E. Pavarini, E. Koch, F. Anders, and M. Jarrell: Correlated Electrons: From Models to Materials, Jülich 2012, 
 E. Scerri, The Periodic Table, Its Story and Its Significance, 2nd ed. (Oxford University Press, 2020) 

분류:물리화학
분류:양자역학
분류:핵물리학
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