หลักการของ Aufbau คืออะไร?

การพูดถึงการกำหนดค่าอิเล็กตรอนเนื่องจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในวงโคจรที่แตกต่างกันนั้นอยู่ไม่ไกลจากหลักการ Aufbau ที่เรียกว่านอกเหนือจากหลักการแยกตัวของ pauli และกฎของ Hund โดยที่ในสถานะพื้นของอะตอมอิเล็กตรอนจะเข้าสู่ออร์บิทัลพลังงานต่ำสุดและอิเล็กตรอนที่เหลืออยู่ตามลำดับของพลังงานที่เพิ่มขึ้น

สมมุติฐานเมื่อกล่าวถึง Wikipedia หลักการของ aufbau นั้นระบุว่าอิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมอย่างน้อยหนึ่งอะตอมจะเติมระดับพลังงานที่ต่ำที่สุดก่อนที่จะเติมระดับที่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่น 1 วินาทีก่อน 2 วินาที ด้วยวิธีนี้อิเล็กตรอนในอะตอมโมเลกุลหรืออิออนจะจัดแนวตามโครงร่างอิเล็กตรอนที่เสถียรที่สุด

Aufbau เป็นคำนามภาษาเยอรมันที่มีความหมายว่า "การก่อสร้าง" หลักการ Aufbau บางครั้งเรียกว่าหลักการสร้างหรือกฎ Aufbau ตามหลักการนี้อิเล็กตรอนในอะตอมจะอยู่ในสภาพเสถียรหากมีพลังงานต่ำในขณะที่อิเล็กตรอนจะอยู่ในออร์บิทัลที่รวมกันเป็นเซลล์ย่อย ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงมีแนวโน้มที่จะครอบครองเซลล์ย่อยที่มีระดับพลังงานต่ำ

(อ่านเพิ่มเติม: การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงและตัวอย่างทางกายภาพและเคมี)

รายละเอียดของแนวโน้ม "สร้าง" นี้ได้รับการอธิบายทางคณิตศาสตร์ในแง่ของฟังก์ชันการโคจรของอะตอม พฤติกรรมของอิเล็กตรอนอธิบายโดยหลักการอื่น ๆ ของฟิสิกส์อะตอมเช่นกฎ Hund และหลักการห้าม Pauli

กฎของฮันด์ยืนยันว่าแม้ว่าออร์บิทัลที่มีพลังงานเดียวกันจะมีอยู่หลายวง แต่อิเล็กตรอนก็เติมเต็มออร์บิทัลว่างแรกก่อนที่จะนำอิเล็กตรอนอื่น ๆ ที่ถูกครอบครองมาใช้ซ้ำ แต่ตามหลักการยกเว้น Pauli เงื่อนไขสำหรับอิเล็กตรอนที่จะเติมเต็มออร์บิทัลเดียวกันพวกมันจะต้องมีการหมุนของอิเล็กตรอนที่ต่างกัน (-1/2 และ 1/2)

หลักการของ Aufbau รุ่นหนึ่งที่เรียกว่าแบบจำลองเปลือกนิวเคลียร์ใช้ในการประมาณโครงร่างของโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอม

ในสถานะพื้นวงโคจรจะเต็มไปด้วยพลังงานที่เพิ่มขึ้นกล่าวคือ:

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

พลังงานของวงโคจรสามารถคำนวณได้โดยกฎ (n + l) ในกรณีที่ออร์บิทัลมีค่าเท่ากัน (n + 1) ออร์บิทัลที่มีค่า n ต่ำกว่าจะถูกเติมเต็มก่อน