Zapełnianie orbitali — reguły Hunda i Pauliego

Co się właśnie stało?

Dołożyłeś elektron, a on trafił dokładnie tam, gdzie każą trzy reguły: najniższa wolna energia (Aufbau), maks. 2 elektrony na orbital o przeciwnych spinach (Pauli) i „najpierw pojedynczo" w danej podpowłoce (Hund).

Kolejność zapełniania (reguła Aufbau):

Elektrony zajmują najpierw orbitale o najniższej energii. Zwróć uwagę: $4s$ zapełnia się przed $3d$, choć ma wyższy numer powłoki.

Zakaz Pauliego:

Jeden orbital to co najwyżej 2 elektrony i muszą mieć przeciwne spiny (↑↓). Dwa elektrony w atomie nie mogą mieć kompletu takich samych liczb kwantowych.

Reguła Hunda:

W obrębie jednej podpowłoki (np. trzy orbitale $2p$) elektrony wchodzą najpierw pojedynczo na każdy orbital, z tym samym spinem — dopiero gdy zabraknie pustych, zaczynają się parować. Dlatego atom ma jak najwięcej niesparowanych elektronów.

Po co Ci to na maturze:

Z konfiguracji elektronowej odczytasz położenie pierwiastka w układzie okresowym, jego wartościowość i liczbę elektronów walencyjnych. Chwyt: zapisz podpowłoki wg Aufbau, rozstaw strzałki wg Pauliego i Hunda, policz niesparowane — to najczęstszy typ zadania z budowy atomu.

Zapamiętaj: 1 orbital = maks. 2 elektrony o przeciwnych spinach (Pauli), a w podpowłoce najpierw pojedynczo, potem w pary (Hund) — wypełniane wg rosnącej energii (Aufbau).