Folosită în fizică, regula lui Hund se referă la aranjarea electronilor în orbitalii unui atom. Regula lui Hund indică faptul că, pentru orice grup de orbitali, sau subînvelișuri, la un nivel de energie, fiecare orbital trebuie să conțină câte un electron, fiecare rotindu-se în aceeași direcție, înainte ca electronii să poată fi împerecheați în orbitali. Regula este importantă pentru înțelegerea anumitor comportamente în atomi, cum ar fi magnetismul în metale.
În centrul unui atom se află nucleul. Nucleul conține particule numite protoni – care sunt încărcate pozitiv – și particule numite neutroni, care sunt neutre. În jurul nucleului se mișcă particule minuscule numite electroni, care sunt încărcate negativ. Electronii se mișcă sau se rotesc în anumite zone din jurul nucleului, numite orbitali, și pot avea un alt electron care își împarte orbita. Când se întâmplă acest lucru, electronii se vor roti în direcții opuse.
În plus față de spini, orbitalii electronilor sunt definiți și de subcopi și niveluri de energie. Subcoapele sunt etichetate cu literele s, p, d și f și denotă anumiți orbitali sau grupuri de orbitali care apar în diferitele niveluri de energie ale atomilor. Există patru niveluri de energie în starea fundamentală, care conțin mai multe subshell pe măsură ce cresc. De exemplu, primul nivel de energie conține doar un subshell s, al doilea nivel de energie are un subshell s și un subshell ap și așa mai departe. Mai simplu spus, cu cât un atom deține mai mulți electroni, cu atât mai multe subînvelișuri și niveluri de energie sunt prezente.
De exemplu, hidrogenul conține doar un electron, deci are doar o subînveliș, s, în primul nivel de energie. În schimb, fierul conține 26 de electroni, deci are patru subcopii s, câte unul pentru fiecare nivel de energie; două subcoași p, care conțin fiecare trei orbitali, situate în nivelurile de energie doi și trei; și un subshell d, care conține cinci orbitali, în nivelul de energie trei.
Concentrându-se pe învelișul exterior, regula lui Hund determină modul în care electronii sunt aranjați în orbitali sau configurația lor. Pornind de la conceptele conform cărora doar doi electroni pot ocupa un orbital dat și electroni în același spin orbital în direcții opuse, regula lui Hund afirmă că electronii trebuie să umple întotdeauna toți orbitalii gol dintr-un subshell înainte de a se asocia cu electroni. De asemenea, se spune că atunci când se umple orbitalii gol, fiecare electron nepereche trebuie să se rotească în aceeași direcție. Deoarece un subshell trebuie să fie complet plin înainte ca electronii să umple alte învelișuri, această regulă intră în vigoare doar pentru ultimul subshell umplut.
De exemplu, cei 26 de electroni ai fierului umplu fiecare dintre subînvelișul său complet până la ultimul, subînvelișul 3d. Aici, au mai rămas șase electroni pentru a umple cinci orbiti. Primii cinci electroni, toți care se rotesc în aceeași direcție, vor ocupa fiecare un orbital, iar al șaselea se va împerechea cu electronul din primul orbital, rotind în direcția opusă. Acest fenomen, cu un număr de electroni nepereche, toți care se rotesc în aceeași direcție, permite articolelor să devină magnetice. În schimb, atunci când toți electronii din învelișul exterior sunt perechi, cum ar fi gazele nobile, atomii sunt complet stabili.