Apa itu Aturan Hund?

Digunakan dalam fisika, aturan Hund membahas pengaturan elektron dalam orbital atom. Aturan Hund menunjukkan bahwa untuk setiap kelompok orbital, atau subkulit, dalam tingkat energi, setiap orbital harus berisi satu elektron, masing-masing berputar ke arah yang sama, sebelum elektron dapat dipasangkan dalam orbital. Aturan ini penting untuk memahami perilaku tertentu dalam atom, seperti magnetisme dalam logam.

Di tengah atom terdapat nukleus. Nukleus mengandung partikel yang disebut proton — yang bermuatan positif — dan partikel yang disebut neutron, yang bersifat netral. Bergerak di sekitar nukleus adalah partikel kecil yang disebut elektron, yang bermuatan negatif. Elektron bergerak, atau berputar, di area tertentu di sekitar nukleus, yang disebut orbital, dan mereka mungkin memiliki satu elektron lain yang berbagi orbitnya. Ketika ini terjadi, elektron akan berputar ke arah yang berlawanan.

Selain spin, orbital elektron juga ditentukan oleh subkulit dan tingkat energi. Subkulit diberi label dengan huruf s, p, d, dan f, dan menunjukkan orbital atau kelompok orbital tertentu yang terjadi pada tingkat energi atom yang berbeda. Ada empat tingkat energi keadaan dasar, yang mengandung lebih banyak subkulit saat bertambah. Misalnya, tingkat energi pertama hanya berisi subkulit s, tingkat energi kedua memiliki subkulit s dan subkulit ap, dan seterusnya. Sederhananya, semakin banyak elektron yang dimiliki atom, semakin banyak subkulit dan tingkat energi yang ada.

Misalnya, hidrogen hanya mengandung satu elektron, sehingga hanya memiliki satu subkulit, s, pada tingkat energi pertama. Sebaliknya, besi mengandung 26 elektron, sehingga memiliki empat subkulit s, satu untuk setiap tingkat energi; dua subkulit p, yang masing-masing berisi tiga orbital, terletak pada tingkat energi dua dan tiga; dan satu subkulit d, berisi lima orbital, pada tingkat energi tiga.

Berfokus pada kulit terluar, aturan Hund menentukan bagaimana elektron diatur dalam orbital, atau konfigurasinya. Membangun konsep bahwa hanya dua elektron yang dapat menempati orbital tertentu dan elektron dalam orbital yang sama berputar dalam arah yang berlawanan, aturan Hund menyatakan bahwa elektron harus selalu mengisi semua orbital kosong dalam subkulit sebelum berpasangan dengan elektron. Dikatakan juga bahwa ketika mengisi orbital kosong, setiap elektron yang tidak berpasangan harus berputar ke arah yang sama. Karena subkulit harus benar-benar penuh sebelum elektron mengisi kulit lain, aturan ini hanya berlaku untuk subkulit terakhir yang terisi.

Misalnya, 26 elektron besi mengisi setiap subkulitnya hingga subkulit terakhir, subkulit 3d. Di sini, ada enam elektron yang tersisa untuk mengisi lima orbital. Lima elektron pertama, semuanya berputar ke arah yang sama, masing-masing akan menempati orbital, dan elektron keenam akan berpasangan dengan elektron di orbital pertama, berputar ke arah yang berlawanan. Fenomena inilah, dengan sejumlah elektron tidak berpasangan yang semuanya berputar ke arah yang sama, yang memungkinkan benda menjadi magnet. Sebaliknya, ketika semua elektron pada kulit terluar dipasangkan, seperti dengan gas mulia, atom-atomnya benar-benar stabil.