In der Physik verwendet, befasst sich die Hund-Regel mit der Anordnung von Elektronen in den Orbitalen eines Atoms. Die Hundsche Regel besagt, dass für jede Orbitalgruppe oder Unterschale in einem Energieniveau jedes Orbital ein Elektron enthalten muss, das sich jeweils in die gleiche Richtung dreht, bevor Elektronen in den Orbitalen gepaart werden können. Die Regel ist wichtig, um bestimmte Verhaltensweisen in Atomen zu verstehen, beispielsweise den Magnetismus in Metallen.
Im Zentrum eines Atoms befindet sich der Atomkern. Der Kern enthält Teilchen namens Protonen – die positiv geladen sind – und Teilchen namens Neutronen, die neutral sind. Um den Kern herum bewegen sich winzige Teilchen, die Elektronen genannt werden, die negativ geladen sind. Elektronen bewegen oder drehen sich in bestimmten Bereichen um den Kern herum, die Orbitale genannt werden, und sie können ein anderes Elektron haben, das seine Bahn teilt. Dabei drehen sich die Elektronen in entgegengesetzte Richtungen.
Neben Spins werden Elektronenorbitale auch durch Unterschalen und Energieniveaus definiert. Unterschalen werden mit den Buchstaben s, p, d und f bezeichnet und bezeichnen bestimmte Orbitale oder Orbitalgruppen, die in den verschiedenen Energieniveaus von Atomen vorkommen. Es gibt vier Grundzustandsenergieniveaus, die mit zunehmender Zunahme mehr Unterschalen enthalten. Beispielsweise enthält das erste Energieniveau nur eine s-Unterschale, das zweite Energieniveau eine s-Unterschale und eine p-Unterschale und so weiter. Einfach ausgedrückt: Je mehr Elektronen ein Atom besitzt, desto mehr Unterschalen und Energieniveaus sind vorhanden.
Wasserstoff enthält beispielsweise nur ein Elektron, hat also im ersten Energieniveau nur eine Unterschale, das s. Umgekehrt enthält Eisen 26 Elektronen, hat also vier s-Unterschalen, eine für jedes Energieniveau; zwei p-Unterschalen, die jeweils drei Orbitale enthalten, die sich in den Energieniveaus zwei und drei befinden; und eine d-Unterschale, die fünf Orbitale enthält, im Energieniveau drei.
Mit Fokus auf die äußere Schale bestimmt die Hundsche Regel, wie die Elektronen in den Orbitalen angeordnet sind oder ihre Konfiguration. Aufbauend auf der Vorstellung, dass nur zwei Elektronen ein gegebenes Orbital besetzen können und Elektronen im gleichen Orbitalspin in entgegengesetzte Richtungen, besagt die Hundsche Regel, dass Elektronen immer alle leeren Orbitale in einer Unterschale ausfüllen müssen, bevor sie sich mit Elektronen paaren. Es besagt auch, dass beim Auffüllen der leeren Orbitale jedes ungepaarte Elektron in die gleiche Richtung drehen muss. Da eine Unterschale vollständig gefüllt sein muss, bevor Elektronen andere Schalen füllen, gilt diese Regel nur für die zuletzt gefüllte Unterschale.
Zum Beispiel füllen die 26 Elektronen des Eisens jede seiner Unterschalen vollständig bis zur letzten, der 3D-Unterschale. Hier bleiben noch sechs Elektronen, um fünf Orbitale zu füllen. Die ersten fünf Elektronen, die sich alle in dieselbe Richtung drehen, werden jeweils ein Orbital besetzen, und das sechste wird sich mit dem Elektron im ersten Orbital paaren und sich in die entgegengesetzte Richtung drehen. Es ist dieses Phänomen, bei dem sich eine Reihe von ungepaarten Elektronen alle in dieselbe Richtung drehen, die es ermöglichen, dass Gegenstände magnetisch werden. Umgekehrt, wenn alle Elektronen in der äußeren Schale gepaart sind, wie bei den Edelgasen, sind die Atome vollkommen stabil.