Reguła Hunda, czyli elektrony jądą autobusem

1. Reguła Hunda to jak przejażdża autobusem

Elektrony zachowują się dokładnie jak ludzie w autobusie.

Wyobraź sobie, że wchodzisz do autobusu i masz dwie opcje do wyboru. Albo dosiadasz się do kogoś albo zajmujesz jedno z dwóch miejsc, które są wolne.

Reguła Hunda i analogia do przejażdżki autobusem.

Myślę, że wybór jest całkiem prosty – siadasz samemu, a więc tam, gdzie jest najwięcej miejsca. Elektrony postępują dokładnie tak samo. Zresztą, to jest jak najbardziej logiczne, bo przecież elektrony mają ładunek ujemny, a co się dzieje, kiedy stykamy ze sobą dwa takie same ładunki? Po co komu takie przepychanki? Elektrony nie szukają problemów!

Dokładnie, elektrony miedzy sobą się odpychają, więc jeżeli mają wybór to chcą być jak najdalej od siebie. Oczywiście jeżeli nie będzie wyboru to dosiadamy się. I to jest właśnie reguła Hunda.

Jeżeli chodzi o orbitale s to sprawa jest bardzo łatwa, bo tam mieszczą się dwa elektrony. Dopiero w przypadku orbitali p robi się ciekawie, ponieważ są trzy różne orbitale p, co zaznaczamy jako trzy kratki.

Orbitale p mają ,,trzy kratki” , bo są trzy możliwości w jakie możemy ułożyć ten orbital w przestrzeni. Zamiast rysować orbitale to zapisujemy to szybciej w postaci kratek.

Dlaczego orbitale p układamy akurat w ten sposób? No i znowu jest to prosta sprawa – w orbitalach znajdują się przecież elektrony, które jak już wiemy, chcą być jak najdalej od siebie! Nie da się ułożyć tych trzech orbitali inaczej, żeby były jeszcze dalej od siebie. Najbardziej optymalne ułożenie jest właśnie pokazane powyżej – każdy orbital jest pod kątem 90° względem drugiego.

Oznaczenia x, y oraz z odpowiadają zatem osiom, na których leżą orbitale p. To są te same osie, które znasz z matematyki, tylko tam rysujemy układ współrzędnych z dwoma osiami x oraz y, a tutaj pojawia się jeszcze trzecia, bo przecież świat jest trójwymiarowy!

Jak widzisz, każda kratka odpowiada innemu orbitalowi (ułożonemu pod innym kątem). Dlatego też najpierw zapisujemy po jednym elektronie (jednej strzałce) w każdej kratce.

Reguła Hunda – przykład poprawnego i złego zapisu wypełniania orbitali.

To co boli mnie chyba najbardziej, to że zarówno reguła Hunda jak i zakaz Pauliego są niezwykle często tłumaczone na zasadzie regułek, które trzeba po prostu wykuć. To wbrew idei, zgodnie z którą chemia jest nauka ścisłą. Wykuwanie reguł na pamięć nie brzmi jak matematyka czy fizyka, ale jak… biologia. Tak nie może być!

Leave a Reply

%d bloggers like this: