Unterschied zwischen Aufbauprinzip und Hund-Regel

Hauptunterschied - Aufbauprinzip vs. Hund-Regel

Die Entwicklung der Atomstruktur begann mit der modernen Atomtheorie von Dalton. Darin heißt es, dass alle Materie aus Atomen besteht und die Atome nicht weiter in kleinere Teilchen unterteilt werden können. Es wurde jedoch später gefunden, dass das Atom nach der Entdeckung des Elektrons durch J.J. Thompson, die Entdeckung des Kerns durch Rutherford und das Konzept der Elektronenorbitale von Niels Bohr. Die Struktur des Atoms, die gegenwärtig akzeptiert wird, enthält Details zu Elektronenhüllen, Subschalen und Orbitalen. Die Art und Weise, wie sich Elektronen in diese Schalen und Orbitale füllen, kann mit dem Aufbauprinzip und der Hund-Regel beschrieben werden. Der Hauptunterschied zwischen Aufbauprinzip und Hund's Rule ist das Das Aufbauprinzip gibt die Reihenfolge an, in der Subschalen mit Elektronen gefüllt sind, während die Hund-Regel die Reihenfolge angibt, in der Orbitale von Subschalen Elektronen füllen.

Wichtige Bereiche

1. Was ist das Aufbauprinzip?
      - Theorie, Erklärung mit Beispielen
2. Was ist Hunds Regel?
      - Theorie, Erklärung mit Beispielen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen dem Aufbauprinzip und der Hund-Regel?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen dem Aufbauprinzip und der Hund-Regel?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Atom, Aufbauprinzip, Elektron, Hunderegel, Orbital

Was ist das Aufbauprinzip?

Das Prinzip des Aufbaus besagt, dass die Reihenfolge des Einfüllens von Elektronen in Subschalen eines Atoms vom niedrigsten Energieniveau bis zum höchsten Energieniveau erfolgt. Mit anderen Worten, wenn Elektronen in die Orbitale eines Atoms gefüllt werden, füllen die Elektronen zuerst die Orbitale, die sich auf dem niedrigsten Energieniveau befinden, bevor sie die hohen Energieniveaus füllen.  

Im Allgemeinen steigt die Energie in der Größenordnung von 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 Schale sollte immer eine niedrigere Energie als die der 3 haben^rd Schale. Nach dem Aufbauprinzip werden Elektronen jedoch manchmal mit Ausnahme in diese Orbitale gefüllt. Zum Beispiel hat das 4s-Orbital eine niedrigere Energie als die des 3d-Orbitals, obwohl die Subschale 3 vor der Subschale 4 liegt. Hier unterscheidet sich die Reihenfolge des Einfüllens von Elektronen in Orbitale von der erwarteten Reihenfolge.

Erwartete Bestellung

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

Tatsächliche Bestellung

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

Es ist jedoch schwierig, sich die Energieniveaus jedes Orbitals einzeln zu merken. Daher können wir das folgende Diagramm verwenden, um die Energieniveaus einfach zu bestimmen.

Abbildung 1: Reihenfolge der Energieniveaus von Orbitalen

Das obige Bild zeigt ein Diagramm zur Bestimmung der Energieniveaus. Hier können wir die Reihenfolge der Orbitale ermitteln, indem wir dem Pfad der Pfeile folgen. Beginnen Sie nach jedem Pfeil mit dem nächsten Pfeil. Auf diese Weise können die Energieniveaus einfach ermittelt werden.

Was ist Hunds Regel?

Die Hund-Regel erklärt die Reihenfolge der Elektronen, die sich in die Orbitale der Subschalen füllen. Subshells bestehen aus Orbitalen. Die Anzahl der in einer Subshell vorhandenen Orbitale unterscheidet sich von einer zur anderen. Zum Beispiel hat s Subshell nur ein s-Orbital, p Subshell hat 3 p-Orbitale und d Subshell besteht aus 5 d-Orbitalen. Daher sollte es eine Reihenfolge geben, in der diese Orbitale mit Elektronen gefüllt werden. Andernfalls werden diese Atome instabil.

Ein Orbital kann maximal 2 Elektronen aufnehmen. Gemäß der Hund-Regel wird jedes Orbital in derselben Subshell zuerst einzeln mit Elektronen besetzt, bevor sie sich paaren. Das heißt, Elektronen werden zuerst als ungepaarte Elektronen gefüllt und dann gekoppelt. Daher wird bei der Zuordnung von Elektronen zu Orbitalen diese Regel befolgt. Dies liegt daran, dass Orbitale mit Elektronenpaaren und leeren Orbitalen in derselben Subschale eine instabile Konfiguration darstellen, da Elektronen negativ geladen sind und sich abstoßen, wenn sie sich im selben Orbital befinden. Daher neigen Elektronen dazu, sich so anzuordnen, dass die Abstoßung zwischen Elektronen minimiert wird.

Abbildung 2: Elektronen besetzen Orbitale

Außerdem erklärt diese Regel, dass Elektronen zu Orbitalen gefüllt werden, um ihrem „Spin“ zu entsprechen. Mit anderen Worten, Elektronen in einzeln besetzten Orbitalen derselben Subshell haben den gleichen Spin. Wenn diese Elektronen gepaart sind, haben zwei Elektronen entgegengesetzte Drehungen, um die Abstoßung zwischen ihnen zu minimieren. Ein Elektron des Elektronenpaares "Spin-Up", das andere Elektron "Spin-Down".

Abbildung 3: Spin von Elektronen in Orbitalen

Wenn ein Orbital einzeln besetzt ist, kann dieses Elektron entweder „Spin-up“ oder „Spin-down“ sein. Wenn jedoch dieses Elektron gepaart ist, sollte das andere Elektron den entgegengesetzten Spin von diesem Elektron haben. Auf diese Weise wird die Abstoßung minimiert.  

Ähnlichkeiten zwischen Aufbauprinzip und Hund-Regel

• Sowohl das Aufbauprinzip als auch die Hund-Regel geben die Reihenfolge an, in der die Energieniveaus eines Atoms mit Elektronen gefüllt sind.

Unterschied zwischen Aufbauprinzip und Hund-Regel

Definition

Aufbauprinzip: Das Aufbauprinzip erklärt die Reihenfolge, in der die Unterschalen eines Atoms mit Elektronen gefüllt sind.  

Hundericht: Die Hund-Regel erklärt die Reihenfolge, in der Orbitale von Subschalen gefüllte Elektronen sind.

Theorie

Aufbauprinzip:  Nach dem Aufbau-Prinzip werden Subshells vom niedrigsten Energieniveau bis zum höchsten Energieniveau gefüllt.

Hundericht: Nach der Hundschen Regel werden Orbitale zuerst einzeln mit Elektronen besetzt und dann nach ihren Drehzahlen gepaart.

Energieniveaus

Aufbauprinzip: Das Aufbauprinzip beschreibt, wie Elektronen Subschalen füllen.

Hundericht: Die Hund-Regel beschreibt, wie Elektronen Orbitale von Subschalen füllen.

Abstoßungen

Aufbauprinzip: Das Aufbauprinzip beschreibt nicht die Minimierung von Abstoßungen zwischen Elektronen.

Hundericht: Die Hund-Regel gibt an, wie Elektronen gefüllt werden, um die Abstoßung zwischen Elektronen zu minimieren.

Fazit

Sowohl das Aufbauprinzip als auch die Hund-Regel sind sehr wichtig für die Entwicklung der Atomstruktur eines bestimmten Atoms. Wenn die Anzahl der Elektronen für ein bestimmtes Atom bekannt ist, können wir das Muster bestimmen, in dem diese Elektronen in diesem Atom angeordnet sind, unter Verwendung der obigen Theorien. Der Hauptunterschied zwischen dem Aufbauprinzip und der Hund-Regel besteht darin, dass das Aufbau-Prinzip die Reihenfolge angibt, in der Subschalen mit Elektronen gefüllt sind, während die Hund-Regel die Art angibt, in der Elektronen die Orbitale in den Subschalen füllen.

Verweise:

1. "Aufbauprinzip". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 21. Juli 2017. Web. Hier verfügbar. 02. Aug. 2017. 
2. "Hunds Rules". Chemie LibreTexts. Textsammlung, 21. Juli 2016. Web. Hier verfügbar. 02. Aug. 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. "Klechkovski-Regel" Von Bono ~ Commonswiki als Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben) (CC BY-SA 3.0)
2. "Orbitaldiagramm Stickstoff - Hundericht" Von CK-12 Foundation (Raster), Adrignola (Vektor) - Datei: High School Chemistry.pdf, Seite 325 (Domínio público) über Commons Wikimedia
3. "Hund's Rule" Von CK-12 Foundation (Raster), Adrignola (Vektor) - Datei: High School Chemistry.pdf, Seite 323, (Public Domain) über Commons Wikimedia