Teoria

“Em um átomo, dois elétrons quaisquer nunca poderão ter o mesmo conjunto de
números quânticos , ou seja, os dois elétrons nunca estarão no
mesmo estado quântico”

Esse é o enunciado do que a gente conhece por Princípio da Exclusão de Pauli feito por Wolfgang Pauli em 1925!

Essa imagem resume bastante como funciona o Princípio de Pauli:

Princípio de Pauli
Princípio de Pauli

- Beleza, mas na prática, o que isso significa? 😵‍💫

Na prática isso significa que dois elétrons nunca podem “ter o mesmo endereço” e ele vai dizer a maneira certa de preencher o diagrama de caixas!

Se por acaso a gente colocar dois elétrons no mesmo orbital com o mesmo spin, eles terão os quatro números quânticos idênticos... E o foi exatamente o que Pauli disse que não pode!

Números Quânticos

Precisamos ter em mente que um elétron pode ser descrito por quatro números quânticos, que funcionam como o “endereço do elétron”

  • Número quântico principal ()
    • Ele indica em qual camada da eletrosfera o elétron se encontra

  • Número quântico azimutal ()
    • Ele indica em qual camada da eletrosfera o elétron se encontra

  • Número quântico magnético
    • Ele nos informa como o orbital está orientado no espaço. Ele pode assumir valores inteiros entre e .

      Por exemplo, se , então

  • Número quântico de spin
    • Se refere ao movimento do elétron em torno de seu próprio eixo. O elétron pode girar no sentido anti-horário (representado por  ) ou no sentido horário (representado por 
      ), assim o número quântico   pode assumir dois valores:

Sabendo que o número máximo de elétrons por orbital é podemos saber o número máximo de elétrons por subnível ou nível, olha só essa tabelinha:

Números quânticos
Números quânticos

Regra de Hund

Para entender a regra de Hund você precisa saber que elétron desemparelhado é quando a gente tem um elétron sozinho no orbital. Já elétrons emparelhados é quando eles estão em par no orbital.

Assim:

Elétrons emparelhados e desemparelhados
Elétrons emparelhados e desemparelhados

Segundo Hund, quando a gente vai distribuir os elétrons nos orbitais, a gente deve priorizar elétrons desemparelhados e com o mesmo spin. Essa é a configuração eletrônica menos energética e, portanto, mais estável para um átomo.

Isso acontece porque quando a gente coloca os elétrons emparelhados, rola uma repulsão entre eles e a energia do átomo aumenta. Então elétron sozinho no orbital diminui a energia do sistema, beleza?

Olha o esqueminha pra não esquecer, para um sistema no estado fundamental ou seja mais baixa energia possível:

Regra de Hund
Regra de Hund

Fechou?

Agora eu vou deixar um resuminho em vídeo, com tudo o que você precisa saber sobre o princípio de Pauli 👇👇👇

Agora vamos praticar com exercícios!

Números Quânticos

Regra de Hund

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