قاعده(اصل) هوند

قاعده ی هوند

قاعده ی هوند در مفهموم ساده : مفهوم این اصل آن است كه در اتمهای چند الكترونی، الكترونها، ترازهای انرژی را به ترتیب پایداری آنها اشغال می‌كنند. یعنی ابتدا ترازی كه در سطح پایین‌تری قرار دارد و درنتیجه پایدارتر است، از الكترون اشغال یا پر می‌شود و پس از پر شدن آن تراز، الكترونهای بعدی به تراز پایدارتر بعدی ( كه پایداری آن از ترازی كه پر شد كمتر است) وارد می‌شوند. این اصل را از این نظر، اصل بناگذاری اتم نامیده‌اند كه با افزودن تدریجی الكترون به ترازهای انرژی اتم هیدروژن (با رعایت پایداری نسبی این ترازها)، می‌توان آرایش الكترونی اتمهای دیگر را بدست آورد. یك الگو برای ترتیب پایداری الكترونها الگوی مثلثی می‌باشد كه اوربیتالها به صورت یك مثلث قرار گرفته‌اند. 

برای مشاهده ی ادامه ی متن به ادامه ی مطلب مراجعه فرمایید

ترتیب پر شدن اوربیتالهای یك تراز 
برای تعیین آرایش الكترونی اتمها علاوه بر اینكه باید ترتیب انرژی و پایداری ترازها مورد توجه قرار گیرد، در مورد چگونگی اشغال شدن اوربیتالها به وسیله الكترونها نیز اصول و قواعدی وجود دارد كه باید رعایت شوند. دو اصل و قاعده مهم عبارتند از: 1- اصل‌ طرد پائولی 2- قاعده‌ی هوند 
اصل طرد پائولی را می‌توان این طور بیان كرد كه " در هیچ اتمی نمی‌توان دو الكترون یافت كه چهار عدد كوانتومی n , l , ml , ms یكسان داشته باشند." با توجه به اینكه هر تراز فرعی دارای اعداد كوانتومی n و lمشخص و ثابتی است، چند اوربیتالی كه در یك تراز فرعی قرار می‌گیرند، در مقادیر ml متفاوت هستند. به عنوان مثال مقادیرn و l برای سه اوربیتال 3p یكسان می‌باشد( n=3 , l=1) اما مقادیر ml برای سه اوربیتالpx , py , pz متفاوت بوده برابر -1 و 0 و +1 می‌باشد. بنا به اصل طرد پائولی تك الكترونهایی كه وارد این سه اوربیتال می‌شوند، می‌توانند دارای اسپین‌های یكسان ms های یكسان باشند، زیرا در مقادیر ml متفاوتند و اصل طرد پائولی حفظ می‌شود. 
اما از آنجا كه هر اوربیتال گنجایش دو الكترون دارد و هر دو الكترون یك اوربیتال به عنوان مثال اوربیتال 3pyدارای سه عدد كوانتومی n , l , ml یكسان هستند، برای حفظ اصل طرد پائولی باید عدد كوانتومی آخر آنها یعنی ms متفاوت باشد. عدد كوانتومی اسپین الكترون نیز فقط دو مقدار 2/1 + و 2/1- را می‌تواند داشته باشد. پس الكترونهای موجود در یك اوربیتال برای اینكه چهار عدد كوانتومی آنها یكسان نشود، یكی دارایms=-1/2 و دیگری دارای ms=+1/2 می‌گردند. 
پس برای رعایت اصل طرد پائولی، فقط دو الكترون می‌تواند در هر اوربیتال وارد شود. زیرا اگر الكترون سومی وارد شود، در آن صورت عدد كوانتومی اسپین آن با یكی از دو الكترون قبلی برابر شده و درنتیجه اصل طرد پائولی نقض خواهد شد. 
قاعده هوند هم بیان می‌كند كه هر گاه الكترونها، چند اوربیتال هم‌تراز در اختیار داشته باشند، ابتدا به هر اوربیتال یك الكترون وارد می‌شود و وقتی هر یك از اوربیتالها دارای یك الكترون شدند، آنگاه الكترونهای بعدی، وارد اوربیتالهای تك الكترونی شده و آنها را جفت می‌كنند. اساس قاعده هوند بر این است كه از آنجا الكترونها دارای بار منفی هستند، هر چه در اوربیتالهای یك تراز بیشتر پخش شوند، فاصله بیشتری با یكدیگر پیدا كرده و میزان دافعه الكتروستاتیكی بین آنها كاهش یافته و اتم وضعیت پایدارتری پیدا می‌كند.

محقق : امیرحسین میرزایی دوم ریاضی مدرسه ی شهید رجایی (١)