헌드의 규칙

이 규칙은 전자 구성과 분자 궤도 다이어그램을 모두 구성 할 때 유용합니다.

헌드의 행동 규칙

올바른 사용법

Hund의 규칙을 사용할 때 저지른 가장 일반적인 실수는 필요한 전자가 필요하기 전에 이중으로 짝을 이루는 것입니다. p 궤도를 채울 때, 각각의 하위 궤도에 하나의 전자가 가질 때까지 전자를 짝을 이루어서는 안됩니다. 모든 궤도에 단일 전자가 있으면 다시 왼쪽에서 시작하여 반대쪽 스핀의 전자와 쌍을 이루십시오. 모든 전자가 설명되면 구성이 완료됩니다!

전자 구성 예 :질소

질소에 대한 박스 전자 다이어그램의 예를 살펴 보겠습니다 :

질소에는 7 개의 전자가 있으며 전자 구성이 1S2 2S2 2P3임을 알고 있습니다. 1s 상자는 2 초 전에 채워야하며 2s는 2p 전에 채워야합니다. 1과 2를 모두 채운 후, 우리는 7 개의 이용 가능한 전자 중 4 개를 사용했으며 3 개는 2p 궤도에 남아 있습니다.

이제 우리는 헌드의 규칙을 적용해야합니다! 전자는 같은 궤도에서 다른 전자와 짝을 이루기 전에 항상 자신의 아부 궤도를 차지합니다. 따라서, 2p 궤도의 각 전자는 자체 상자를 얻고 스핀 페어링이 필요하지 않습니다. 그들은 또한 모두 같은 방향으로 회전 할 것입니다.

전자 구성 예 :산소

이제 산소에 대한 전자 상자 다이어그램을 살펴 보겠습니다. 산소의 전자 구성은 1S2 2S2 2P4입니다.

우리는 그것이 총 전자 8 개, 가장 바깥 쪽 쉘에 6 개가 있다는 것을 알고 있습니다. 질소와 마찬가지로 1 및 2S 궤도가 채워 지지만 2P 궤도를 올바르게 채우기 위해 Hund의 규칙을 사용해야합니다. 전자는 같은 궤도에서 다른 전자와 짝을 이루기 전에 항상 자신의 아부 궤도를 차지합니다. 따라서, 2p 궤도의 각 전자는 두 개의 전자가 짝을 이루기 전에 자체 상자를 가져옵니다. 그러나 이번에는 4 개의 2p 전자와 3 개의 상자 만 가지고 있으므로 왼쪽에서 페어링을 시작하여 마지막 2 개의 궤도에는 각각 하나의 전자로 남겨 둡니다.

N

1s

2s

전자 구성 예 :염소

이제 우리는 헌드의 규칙을 질소 나 산소보다 전자가 몇 개 더있는 요소에 대한 테스트에 적용 할 것입니다.

o

1s

2s

다시 한 번, 우리는 박스가 헌드의 규칙에 따라 채워졌으며, 각 원자가 전자 상자는 상자가 2 개를 받기 전에 하나의 전자를 수신합니다. 보시다시피, 염소는 n =3 껍질을 채우기 위해 하나의 전자가 하나만 더 필요하므로 반응성이 높습니다. 예를 들어 테이블 소금을 형성하기 위해 나트륨에서 수행하는 전자가 하나만 훔치기를 원합니다.

전자 구성 예 :망간

MN 1s 2s 2p 3s 4s 3d

Hund의 규칙은 상자 다이어그램을 구성하기 위해 3D 궤도에 액세스 해야하는 망간과 같은 많은 전이 금속에 대해서도 유지됩니다.

다른 전이 금속 화합물에서, 결정 필드 분할이라는 현상은 동일한 서브 쉘에도 불구하고 d 궤도가 다른 에너지를 갖도록한다! 이것은 일반적으로 일반 화학 커리큘럼에서 깊이 논의되지 않지만 일부 물리 화학 및 무기 화학 과정에서 중요한 역할을합니다. 이 경우, 일부 d 궤도의 에너지가 낮기 때문에, 다른 d 궤도에는 전자가 여전히 전자 쌍으로 전자 쌍으로 완전히 채워지는 것이 실제로 더 유리하다. 아래의 간단한 회로도는 에너지의 차이 Δ ₀ 를 보여줍니다. 그리고 그 결과로 인한 특이한 충전 패턴.

왜 헌드의 규칙이 유지됩니까?

모든 전자에는 음전하가 있으며 충전이 서로 격퇴됩니다. 전자는이 반발을 최소화하려고하므로 다른 전자와 공유하기보다는 다른 전자가없는 다른 전자가없는 궤도를 점유하고 싶어합니다.

짝을 이루지 않은 모든 스핀이 같은 방향으로 정렬되어야하는 이유는 스핀의 특성에서 비롯됩니다. 스핀은 서로 상호 작용하여 2 개의 평행 한 스핀이 2 개의 반대 스핀보다 낮은 에너지를 갖도록합니다. 이것은 두 개의 전자를 인접한 궤도에 넣고 하나를 위로 올려 놓고 다른 하나를 아래로 내리면 에너지가 더 높아서 원자의 접지 상태가 아님을 의미합니다.

규칙 발견

독일 물리학 자 프리드리히 헌드 (Friedrich Hund)는 1927 년 에이 규칙을 공식화했다. 당시 헌드는 로스토크 대학교의 강사였다. 이시기에 그는 분자 궤도 이론의 기초와 양자 터널의 현상을 발견했습니다.

요소와 재료를 이해하는 데 중요성

원자 사이의 대부분의 반응 동안, 첫 번째 상호 작용은 주어진 원자의 원자가 전자 사이에 발생합니다. 가장 안정적인 원자는 고귀한 가스와 같은 완전한 전자 쉘을 가지고 있습니다. 박스 다이어그램에서는 모든 상자가 이중으로 채워집니다. 가장 반응성이 높은 원자는 불완전한 원자가 껍질을 가지고 있습니다. 원자의 화학 및 반응성을 결정하는 것은이 짝을 이루지 않은 원자가 전자입니다. 일부 특성은 또한 전자가 더 높은 에너지 레벨로 흥분한 다음 정상 (지면 상태) 에너지 레벨로 돌아올 때 원소에 의해 주어진 빛의 색상과 같은 원자가 전자 쉘의 완전성에 의해 결정됩니다.

자기

Hund의 규칙의 가장 중요한 결과 중 하나는 자기 요소의 존재입니다. 짝을 이루지 않은 전자의 스핀은 자기장과 상호 작용하고 정렬 될 수 있기 때문에 짝을 이루지 않은 전자의 요소를“상자성”이라고 부릅니다. 쌍이있는 요소 반면에 전자는 모든 전자 회전이 서로를 취소하기 때문에 순 스핀이 없습니다. 이러한 요소는 자기장과 상호 작용하지 않으며 "Diamagnetic"이라고합니다.

이 예는 헌드의 규칙이 요소의 화학적 및 물리적 특성을 이해하는 데 중요하다는 것을 분명히합니다!

관련 자습서 :

• aufbau 원칙
• Pauli 배제 원칙
• 전자 구성 작성
• 전자 궤도

http://www.kentchemistry.com/links/atomicstructure/paulihundsrule.htm의 전자 구성 도면

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CL

1s

2s

2p

3s