量子力学を勉強し始めると、早い段階でぶつかるこの二つ。

よくごっちゃになりやすいから、なるべく簡単に解説してみる。

パウリの排他原理

定義としては、

１つの軌道に存在する2つの電子は、スピン量子数が異ならなければならない

スピン量子数とは、電子のスピンの向きを表す数値のこと。上向きが+1/2、下向きが-1/2となるんだ。

簡単に言うと同じ軌道の二つの電子の矢印の向きは変わるってこと

この原理に従うなら、どちらが正しいと思う？

1つの軌道に電子は矢印の向きが変わるから、左の電子軌道が正しいね！

フントの規則

定義としては、

同じエネルギーを持つ複数の軌道に電子が配置される場合、電子はできるだけ同じスピン量子数を持つように配置される

同じスピン量子数ってことは、矢印の向きが同じってことだね。

簡単に言うと、同じ向きになるように電子が1つずつ各軌道に入っていくこと。誰もいない部屋がないように各部屋に1人ずつ入ってく感じ。

この規則に従うなら、どちらが正しいと思う？

矢印が同じになるように1つずつ電子が各軌道に入ってるから、左の電子軌道が正しいね！

各軌道に電子が1つずつ埋まったら、パウリの排他原理に従って、２つの電子の矢印の向きが異なるように入っていくからそこは注意！