Regla de Hund para niños
La regla de Hund es un principio importante en la química y la física que nos ayuda a entender cómo se organizan los electrones dentro de los átomos. Fue propuesta en 1927 por el científico alemán Friedrich Hund (1896-1997). Esta regla se basa en el estudio de cómo los átomos emiten luz (lo que se llama espectroscopia) y cómo se distribuyen los elementos en la tabla periódica.
En pocas palabras, la regla de Hund nos dice que cuando los electrones se acomodan en los "espacios" disponibles dentro de un átomo (llamados orbitales) que tienen la misma energía, prefieren ocupar esos espacios de forma individual antes de empezar a compartir un espacio con otro electrón. Además, cuando ocupan esos espacios individualmente, sus "espines" (una propiedad de los electrones) tienden a apuntar en la misma dirección. Esto hace que el átomo sea más estable y tenga menos energía.
Contenido
¿Qué es la Regla de Hund?
La regla de Hund explica cómo los electrones se distribuyen en los orbitales de un átomo para que este sea lo más estable posible. Imagina que los orbitales son como habitaciones en un edificio, y los electrones son personas que quieren ocuparlas.
Cómo se acomodan los electrones
Cuando hay varias "habitaciones" (orbitales) que son iguales en energía (por ejemplo, los tres orbitales p, los cinco d o los siete f), los electrones siguen estas ideas:
- Primero, cada electrón intenta ocupar una habitación por sí solo. No les gusta compartir si hay habitaciones vacías.
- Cuando ocupan una habitación solos, sus "espines" (una especie de giro que tienen) se alinean en la misma dirección. Esto se llama tener espines paralelos.
- Solo cuando todas las habitaciones de la misma energía tienen al menos un electrón, empiezan a entrar segundos electrones en esas habitaciones. Cuando un segundo electrón entra en una habitación, su espín debe ser opuesto al del primer electrón que ya estaba allí.
Esta forma de acomodarse, con la mayor cantidad posible de electrones solos y con espines paralelos, hace que el átomo sea más estable y tenga menos energía.
Las Tres Reglas Clave de Hund
Friedrich Hund formuló tres reglas específicas que nos ayudan a predecir el estado de energía más bajo (el más estable) de un átomo. Estas reglas son como un conjunto de pasos para encontrar la configuración más cómoda para los electrones:
Regla 1: El espín total es lo primero
Para una forma específica en que los electrones están distribuidos en un átomo (llamada configuración electrónica), el estado más estable es aquel que tiene el mayor "espín total". Esto significa que los electrones prefieren tener sus espines alineados en la misma dirección tanto como sea posible.
Regla 2: El movimiento angular importa
Si hay varias configuraciones con el mismo espín total, la más estable será aquella que tenga el mayor "número L". Este número L está relacionado con el movimiento de los electrones alrededor del núcleo y nos dice la forma general de los orbitales.
Regla 3: El acoplamiento de espín y movimiento
Para un estado dado (determinado por las reglas anteriores), la estabilidad final depende de cómo se combinan el espín total y el movimiento angular de los electrones (representado por el número J).
- Si la capa de electrones más externa del átomo está menos de la mitad llena, el estado más estable es el que tiene el número J más pequeño.
- Si la capa de electrones más externa está más de la mitad llena, el estado más estable es el que tiene el número J más grande.
Estas reglas nos permiten encontrar de manera sencilla la configuración más estable de los electrones en un átomo.
Cómo se aplica la Regla de Hund
Para entender mejor la regla de Hund, piensa que todos los orbitales de una subcapa (un grupo de orbitales con la misma energía) deben tener al menos un electrón antes de que cualquier orbital reciba un segundo electrón. Y cuando un orbital recibe un segundo electrón, este debe tener un espín opuesto al primero.
Por ejemplo, si tienes 3 electrones para colocar en los orbitales 2p (que son tres orbitales de igual energía: px, py, pz):
- La forma correcta es: un electrón en px, un electrón en py y un electrón en pz, todos con espines paralelos (px1 py1 pz1).
- La forma incorrecta sería: dos electrones en px, un electrón en py y ninguno en pz (px2 py1 pz0), porque el orbital pz está vacío mientras px ya tiene dos electrones.
Así, los electrones se asignan de forma progresiva, siguiendo un orden que asegura las condiciones de energía más estables. El Principio de Aufbau es otra regla que complementa a la de Hund, explicando cómo se llenan los orbitales de menor a mayor energía, siempre respetando la regla de Hund.
La regla de Hund, junto con el Principio de exclusión de Pauli (que dice que no puede haber dos electrones con el mismo espín en el mismo orbital), nos ayuda a entender completamente cómo se organizan los electrones en los átomos.
Véase también
En inglés: Hund's rules Facts for Kids
