„Hund-szabály” változatai közötti eltérés

A '''Hund-szabály''' kimondja:a [[kvantummechanika]] és a [[kémia]] egyik fontos szabálya, amelyet [[Friedrich Hund]] német fizikus állapított meg tapasztalati úton. A szabály értelmében az [[elektron]]ok az egyes atompályákon úgy helyezkednek el, hogy közülük minél több legyen a párosítatlan [[spin]]ű: az elektronburokban az azonos energiájú szintek közül a különböző mágneses [[kvantumszám]]úak („térbelileg különbözőek”) töltődnek be először, az elektronok párképződése csupán az egyenértékű helyek részleges betöltöttsége után indul be. (ÍgyEz vannakbiztosítja, hogy az azonos spinű elektronok a lehető legmesszebb egymástól)helyezkedjenek azonosel spinnelegymástól (maximális multiplicitás).

I. (S) szabály: Egy adott elektron esetében a legalacsonyabb energiájú szint eredő spinje (2S+1) maximális -– amely tulajdonképptulajdonképpen magából a [[Pauli-elv|Pauli-elvből]] is következik. A jelenség nagyjából úgy értelmezhető, mint egy valószínűségi függvény, az elektronok gyakorlatilag nulla valószínűséggel tartózkodhatnak ugyanazon a helyen. Továbbá elmondható, hogy az elektronok mozgásuk során -– ebben az értelemben -– az atommaghoz történő vonzó hatásuk, valamint az egymás közt létrejövő taszító hatás közti érzékeny egyensúly alapján vannak jelen az atomban.

II. (L) szabály: Mely kimondja, hogy adott multiplicitás mellett a legnagyobb pályamomentummal rendelkező állapot energiája a legmélyebb. Szemléletesen ez úgy képzelhető el, hogy az azonos irányban keringő elektronok egymáshoz való vonzó hatása jobban érvényesül, mint az ellenkező irányban keringőké.

A [[kvantummechanika]] megjelenésével az atomok és molekulák elektronstruktúrájának leírása sokkal könnyebbé vált. 1929-ben ''Slater'' az energiaszintek felhasadásának magyarázatára egy kvantitatív megoldást talált, melyet ismert "A színképek komplex elmélete" c. munkájában fel is vázolt. Ebben úgy érvelt, hogy a Hund-szabálynak nincsen általános érvényű jelentősége. Mindazonáltal megjegyzendő, hogy Slater három ellenpéldája, mellyel a Hund-szabályok érvényességét vitatta, mindegyik a második Hund-szabály keretein belül mozgott, és mindegyik gerjesztett állapotra vonatkozott. Ezen állapotokra Hund dolgozataiban korábban nem tért ki.

Az utóbbi időkben több olyan publikáció látott napvilágot, melyben a Hund-szabályok hagyományos interpretációja került a figyelem középpontjába. Hund első szabályának hagyományos magyarázata az lehet, hogy két azonos [[spin]]<nowiki/>beállású elektron közti [[Fermi-lyuk]] csökkenti az elektronok közti taszítóerőt, ennélfogva az energiát is. Számos részletes számításokat végző munkában bizonyítást nyert, hogy valószínűleg a legnagyobb multiplicitású állapotban jelentkezik a legnagyobb elektron-elektronelektron–elektron közti taszítóerő. Mint azt ''Warner'', ''Bartel'' és ''Blinder'' korábbi munkáiban kimutatta, az elektronok triplett állapotban sokkal közelebb találhatók egymáshoz, mint szingulett állapotban. Ezen aránytalanságnak az egyik legalapvetőbb okátoka az effektív atomi töltés milyenségével magyarázható. Triplett állapotban a külső [[Elektronhéj|elektronhéjak]] esetén egy árnyékoló hatás érvényesül, melyben <math display="inline">Z_{nl}</math>= 1, és a belső 1s pálya <math display="inline">Z_{1s}</math>= 2 állapotba jut. Szingulett állapotban ez pontosan fordítva játszódik le. A jelenség a külső héjakon még jobban kifejezett.

Egyes magyarázatok szerint két ugyanazon spinnel rendelkező elektron közti Fermi-lyuk az elektronok iránya közti szöget triplett állapotban megnöveli. Ez dinamikai értelemben egy előnyösebb állapot, és a külső elektron számára triplett állapotban intenzívebb vonzerőt biztosít a mag irányából. Ez a megközelítés nem új keletű, korábban ''Shim'' és ''Dahl'' is feltételezte. Az egyik előnye ezen megközelítésnek, hogy a [[hullámfüggvény]] olyan módon határozható meg, hogy az eleget tesz a viriál tételnek -– mely a hagyományos értelemben vett Hund-szabályrendszer esetében nem áll fenn.