La regola di Hund, conosciuta anche come principio della massima molteplicità, fu enunciata dal fisico tedesco Friedrich Hund nel 1925. Secondo questa regola, quando sono disponibili più orbitali con la stessa energia, gli elettroni tendono a occuparne il maggior numero possibile con spin parallelo, in modo da massimizzare la molteplicità.
Spiegazione Configurazione elettronica della regola di Hund
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Il principio dell’Aufbau e il principio di esclusione di Pauli consente di determinare la configurazione elettronica di un atomo e di conoscere il numero di elettroni spaiati per quanto riguarda la regola di Hund
La regola si applica quando gli elettroni vanno a occupare orbitali degeneri come gli orbitali p, d e f.
Si supponga che 3 elettroni vadano ad occupare un orbitale p costituito dagli orbitali px, py e pz. Le possibilità con cui questi tre elettroni vanno ad occupare questi orbitali sono:
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Molteplicità di spin
La molteplicità di spin è data da 2S + 1 dove S è il numero quantico totale di spin e il suo valore è dato dalla somma di tutti i numeri di spin. In accordo con la regola di Hund l’energia più bassa viene raggiunta quando la molteplicità di spin è massima.
Nel caso in oggetto il massimo valore di S si ha nel primo e nel secondo caso ed è dato da:
S = + ½ + ½ + ½ = 3/2
E la molteplicità di spin è data da:
molteplicità = 2(3/2) + 1 = 4
Giustificazioni
La regola di Hund viene spiegata considerando la repulsione tra cariche dello stesso segno. La stabilità di un sistema elettronico aumenta riducendo la repulsione tra gli elettroni, il che può essere ottenuto disponendo un elettrone per ogni orbitale. Inoltre, l’effetto schermante deriva dal fatto che l’attrazione tra il nucleo e gli elettroni più esterni è attenuata dagli elettroni interni.
Di conseguenza, gli elettroni esterni percepiscono una carica nucleare minore rispetto agli elettroni interni, provocando l’espansione degli orbitali esterni e un aumento dell’energia del sistema.
Questa energia si abbassa riducendo l’effetto schermante grazie alla distribuzione simmetrica degli elettroni. Pertanto, un orbitale riempito singolarmente presenta una schermatura relativamente minore, con conseguente aumento della stabilità. Un altro fattore importante è l’energia di scambio degli elettroni, che va sottratta o aggiunta al livello energetico a seconda che gli spin dei due elettroni siano allineati o opposti. Elettroni con lo stesso spin occupanti orbitali degeneri si scambiano le loro posizioni rilasciando energia, aumentando così la stabilità del sistema.
