Skillnad mellan Aufbau Princip och Hundens Regel

Huvudskillnad - Aufbau Princip vs Hunds Rule

Utvecklingen av atomstrukturen började med Daltons moderna atomteori. Det uppgav att all materia är gjord av atomer och atomer inte kan delas upp i mindre partiklar. Emellertid upptäcktes det senare att atomen kan delas vidare i subatomiska partiklar efter upptäckten av elektronen av J.J. Thompson, upptäckten av kärnan av Rutherford och begreppet elektron orbitals av Niels Bohr. Strukturen hos den atom som accepteras för närvarande innehåller detaljer om elektronskal, subshells och orbitaler. Det sätt som elektroner fyller i dessa skal och orbitaler kan beskrivas med Aufbau-principen och Hundens regel. Huvudskillnaden mellan Aufbau Princip och Hunds Rule är det Aufbau-principen anger den ordning i vilken subshells är fyllda med elektroner medan Hunds regel anger den ordning i vilken orbitaler av subshells är fyllda elektroner.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Aufbau Princip
      - Teori, Förklaring med exempel
2. Vad är Hunds regel
      - Teori, Förklaring med exempel
3. Vad är likheterna mellan Aufbau Princip och Hundens regel
      - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan Aufbau Princip och Hundens regel
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Atom, Aufbau Princip, Elektron, Hunds regel, Orbital

Vad är Aufbau Princip

Aufbau-principen säger att orden av fyllning av elektroner i subshells av en atom sker från den lägsta energinivån till den högsta energinivån. Med andra ord, när elektroner fylls i en atoms orbital fyller elektronerna först orbitalerna som befinner sig på den lägsta energinivån innan de fyller höga energinivåerna.  

Generellt ökar energin i storleksordningen 1 < 2 < 3 < 4 in the shell level and s < p < d < f in orbital level. For example, an s, p, d or f orbital in the 2^nd skalet ska alltid ha lägre energi än den 3^rd skal. Men enligt Aufbau-principen fylls elektroner ibland i dessa orbitaler med undantag. Exempelvis har 4s-orbitalen låg energi än den för 3d-omloppet, även om delhöljet 3 kommer före delhöljet 4. Här är ordningen för påfyllning av elektroner i orbitaler annorlunda än den förväntade ordningen.

Förväntad beställning

1s < 2s < 3s < 3p < 3d < 4s < 4p < 4d < 5s…

Faktisk ordning

1s < 2s < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d…

Det är emellertid svårt att komma ihåg energinivåerna i varje orbitalt en efter en. Därför kan vi använda följande diagram för att enkelt bestämma energinivåerna.

Figur 1: Orden av orbitalernas energinivåer

Ovanstående bild visar ett diagram för bestämning av energinivåer. Här kan vi få orbitalernas ordning genom att följa pilarnas väg. Efter varje pilhuvud, börja med nästa pil. På detta sätt är det lätt att få energinivåerna.

Vad är Hunds regel

Hunds regel förklarar elektronernas ordning som fyller i orbitaler av subshells. Subshells består av orbitaler. Antalet orbitaler som finns i en delhölje skiljer sig från en underhål till en annan. Exempelvis har s-delskalan endast en s-orbital, p-delskalan har 3 p-orbitaler och d-skivan består av 5 d-orbitaler. Således bör det finnas en ordning för att fylla dessa orbitaler med elektroner. Annars blir dessa atomer instabila.

En orbital kan rymma högst 2 elektroner. Enligt Hunds regel är varje orbital i samma subshell först enbart upptaget av elektroner innan de parar. Det betyder att elektroner fylls först som icke-parade elektroner och kopplas sedan. Därför följer denna regel vid tilldelning av elektroner i orbitaler. Detta beror på att om det finns orbitaler med elektronpar och tomma orbital i samma underhål är det en instabil konfiguration eftersom elektronerna är negativt laddade och avstör varandra när de är i samma orbital. Därför tenderar elektroner att ordna på ett sådant sätt att repulsion bland elektroner minimeras.

Figur 2: Elektroner som besitter orbitaler

Dessutom förklarar denna regel att elektroner är fyllda i orbital på ett sådant sätt att de matchar deras "spin". Med andra ord har elektroner i enskilda ockuperade orbitaler i samma underhölje samma snurrning. När dessa elektroner är parade, har två elektroner motsatta spinn för att minimera avstängningen mellan dem. En elektron av elektronparet "spin-up" medan den andra elektronen "spin-down".

Figur 3: Spinn av elektroner i orbitaler

Om en orbital är ensam upptagen, kan den elektronen antingen "spin-up" eller "spin-down". Men när den elektronen är parad, borde den andra elektronen ha motsatt rotation från denna elektron. På detta sätt minimeras avstängningen.  

Likheter mellan Aufbau Princip och Hundens regel

• Både Aufbau-principen och Hundens regel anger den ordning i vilken energinivåerna hos en atom är fyllda med elektroner.

Skillnad mellan Aufbau Princip och Hundens Regel

Definition

Aufbau Princip: Aufbau-principen förklarar den ordning i vilken subshells av en atom är fyllda med elektroner.  

Hundens regel: Hunds regel förklarar den ordning i vilken orbitaler av subshells är fyllda elektroner.

Teori

Aufbau Princip:  Enligt Aufbau-principen fylls subshells från den lägsta energinivån till högsta energinivån.

Hundens regel: Enligt Hunds regel är orbitaler först ensamma ockuperade av elektroner, då paras de enligt deras spinn.

Energinivåer

Aufbau Princip: Aufbau-principen beskriver hur elektroner fyller underhål.

Hundens regel: Hunds regel beskriver hur elektroner fyller orbitaler av subshells.

repulsion

Aufbau Princip: Aufbau-principen beskriver inte minimering av repulsioner mellan elektroner.

Hundens regel: Hunds regel anger hur elektronerna fylls på ett sätt för att minimera avstängningarna mellan elektroner.

Slutsats

Både Aufbau-principen och Hunds regel är mycket viktiga för att utveckla atomstrukturen hos en viss atom. Om antalet elektroner är känt för en viss atom kan vi bestämma det mönster som dessa elektroner är anordnade i den atomen med hjälp av ovanstående teorier. Huvudskillnaden mellan Aufbau-principen och Hundens regel är att Aufbau-principen anger den ordning i vilken subshells är fyllda med elektroner medan Hunds regel indikerar hur elektroner fyller orbitalerna i underhallen.

referenser:

1. "Aufbau-principen". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 21 juli 2017. Web. Tillgänglig här. 02 aug 2017. 
2. "Hundens regler". Kemi LibreTexts. Libretexts, 21 juli 2016. Web. Tillgänglig här. 02 aug 2017. 

Image Courtesy:

1. "Klechkovski-regel" Av Bono ~ commonswiki antagen (baserat på upphovsrättsliga krav) (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2. "Orbital diagram kväve - Hundens regel" Por CK-12 Foundation (raster), Adrignola (vektor) - Fil: High School Chemistry.pdf, sidan 325 (Domínio público) via Wikimedia Commons
3. "Hundens regel" av CK-12 Foundation (raster), Adrignola (vektor) - Fil: High School Chemistry.pdf, sida 323, (Public Domain) via Commons Wikimedia