দীর্ঘকাল ধরে পদার্থের অনেক বৈশিষ্ট্য গবেষকদের কাছে গোপন ছিল। কেন কিছু পদার্থ ভালভাবে বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে, অন্যরা তা করে না? কেন লোহা ধীরে ধীরে বায়ুমণ্ডলের প্রভাবে ভেঙে যায়, যখন মহৎ ধাতুগুলি হাজার হাজার বছর ধরে পুরোপুরি সংরক্ষিত থাকে? একজন ব্যক্তি পরমাণুর গঠন সম্পর্কে সচেতন হওয়ার পরে এই প্রশ্নের অনেকগুলি উত্তর দেওয়া হয়েছিল: এর গঠন, প্রতিটি ইলেকট্রন স্তরে ইলেকট্রনের সংখ্যা। তদুপরি, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের গঠনের মৌলিক বিষয়গুলিও আয়ত্ত করা বিশ্বের জন্য একটি নতুন যুগের সূচনা করেছে৷
কোন উপাদান থেকে পদার্থের প্রাথমিক ইট তৈরি হয়, তারা কীভাবে একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, এর থেকে আমরা কী শিখতে পারি?
আধুনিক বিজ্ঞানের দৃষ্টিতে পরমাণুর গঠন
বর্তমানে, বেশিরভাগ বিজ্ঞানী পদার্থের গঠনের গ্রহের মডেল মেনে চলেন। এই মডেল অনুসারে, প্রতিটি পরমাণুর কেন্দ্রে একটি নিউক্লিয়াস থাকে, এমনকি পরমাণুর তুলনায় ছোটও (এটি পুরোটির চেয়ে হাজার হাজার গুণ ছোট।পরমাণু)। কিন্তু নিউক্লিয়াসের ভর সম্পর্কে একই কথা বলা যায় না। একটি পরমাণুর প্রায় সমস্ত ভরই নিউক্লিয়াসে কেন্দ্রীভূত হয়। নিউক্লিয়াস ধনাত্মক চার্জযুক্ত।
ইলেক্ট্রনগুলি নিউক্লিয়াসের চারপাশে বিভিন্ন কক্ষপথে ঘোরে, বৃত্তাকার নয়, যেমনটি সৌরজগতের গ্রহগুলির ক্ষেত্রে, তবে ত্রিমাত্রিক (গোলক এবং আয়তন আট)। একটি পরমাণুতে ইলেকট্রনের সংখ্যা নিউক্লিয়াসের চার্জের সমান। কিন্তু একটি ইলেক্ট্রনকে এমন একটি কণা হিসেবে বিবেচনা করা খুবই কঠিন যেটি কোনো না কোনো গতিপথ বরাবর চলে।
এর কক্ষপথটি ছোট, এবং গতি প্রায় একটি আলোক রশ্মির মতো, তাই এটির কক্ষপথের সাথে ইলেক্ট্রনকে এক ধরনের ঋণাত্মক চার্জযুক্ত গোলক হিসাবে বিবেচনা করা আরও সঠিক।
পরমাণু পরিবারের সদস্য
সমস্ত পরমাণু 3টি উপাদান দিয়ে গঠিত: প্রোটন, ইলেকট্রন এবং নিউট্রন।
প্রোটন হল নিউক্লিয়াসের প্রধান নির্মাণ উপাদান। এর ওজন একটি পারমাণবিক একক (একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর ভর) বা SI সিস্টেমে 1.67 ∙ 10-27 কেজির সমান। কণাটি ইতিবাচকভাবে চার্জ করা হয় এবং প্রাথমিক বৈদ্যুতিক চার্জের সিস্টেমে এর চার্জ একটি ইউনিট হিসাবে নেওয়া হয়।
নিউট্রন হল প্রোটনের ভর যমজ, কিন্তু কোনোভাবেই চার্জ করা হয় না।
উপরের দুটি কণাকে নিউক্লাইড বলা হয়।
একটি ইলেকট্রন চার্জে থাকা প্রোটনের বিপরীত (প্রাথমিক চার্জ −1)। কিন্তু ওজনের দিক থেকে, ইলেক্ট্রন আমাদের নিচে নেমে আসে, এর ভর মাত্র 9, 12 ∙ 10-31 kg, যা একটি প্রোটন বা নিউট্রনের চেয়ে প্রায় 2 হাজার গুণ হালকা।
এটি কীভাবে "দেখা হয়েছে"
আপনি কিভাবে পরমাণুর গঠন দেখতে পারেন, এমনকি যদি সবচেয়ে আধুনিক প্রযুক্তিগত উপায় অনুমতি না দেয়এবং স্বল্পমেয়াদে এর উপাদান কণার ছবি প্রাপ্ত করার অনুমতি দেবে না। কিভাবে বিজ্ঞানীরা নিউক্লিয়াসে প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা এবং তাদের অবস্থান জানলেন?
বিভিন্ন কণা সহ একটি পাতলা ধাতব ফয়েলের বোমাবর্ষণের ফলাফলের ভিত্তিতে পরমাণুর গ্রহের গঠন সম্পর্কে অনুমান করা হয়েছিল। চিত্রটি স্পষ্টভাবে দেখায় কিভাবে বিভিন্ন প্রাথমিক কণা পদার্থের সাথে যোগাযোগ করে।
পরীক্ষায় ধাতুর মধ্য দিয়ে যাওয়া ইলেকট্রনের সংখ্যা ছিল শূন্যের সমান। এটি সহজভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছে: নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনগুলি ধাতুর ইলেকট্রন শেলগুলি থেকে বিতাড়িত হয়, যার একটি ঋণাত্মক চার্জও রয়েছে৷
প্রোটনের মরীচি (চার্জ +) ফয়েলের মধ্য দিয়ে যায়, কিন্তু "ক্ষতি" সহ। কিছু নিউক্লিয়াস দ্বারা বিতাড়িত হয়েছিল যা পথে এসেছিল (এ ধরনের আঘাতের সম্ভাবনা খুব কম), কেউ কেউ মূল গতিপথ থেকে বিচ্যুত হয়েছিল, একটি নিউক্লিয়াসের খুব কাছাকাছি উড়েছিল।
নিউট্রন ধাতুকে অতিক্রম করার ক্ষেত্রে সবচেয়ে "কার্যকর" হয়ে উঠেছে। একটি নিরপেক্ষভাবে চার্জযুক্ত কণা শুধুমাত্র পদার্থের মূলের সাথে সরাসরি সংঘর্ষের ক্ষেত্রে হারিয়ে গিয়েছিল, যখন 99.99% নিউট্রন সফলভাবে ধাতুর পুরুত্বের মধ্য দিয়ে চলে গেছে। যাইহোক, ইনপুট এবং আউটপুটে নিউট্রনের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে নির্দিষ্ট রাসায়নিক উপাদানগুলির নিউক্লিয়াসের আকার গণনা করা সম্ভব হয়েছিল।
প্রাপ্ত তথ্যের উপর ভিত্তি করে, পদার্থের কাঠামোর উপর বর্তমানে প্রভাবশালী তত্ত্ব তৈরি করা হয়েছিল, যা সফলভাবে বেশিরভাগ বিষয়কে ব্যাখ্যা করে৷
কি এবং কত
একটি পরমাণুর ইলেকট্রনের সংখ্যা পারমাণবিক সংখ্যার উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি সাধারণ হাইড্রোজেন পরমাণু আছেশুধু একটি প্রোটন। একটি একক ইলেকট্রন একটি কক্ষপথে চারদিকে ঘুরছে। পর্যায় সারণির পরবর্তী উপাদান, হিলিয়াম, একটু বেশি জটিল। এর নিউক্লিয়াস দুটি প্রোটন এবং দুটি নিউট্রন নিয়ে গঠিত এবং এইভাবে পারমাণবিক ভর 4.
ক্রমিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে পরমাণুর আকার এবং ভর বৃদ্ধি পায়। পর্যায় সারণীতে একটি রাসায়নিক উপাদানের ক্রমিক সংখ্যা নিউক্লিয়াসের চার্জের সাথে মিলে যায় (এতে প্রোটনের সংখ্যা)। একটি পরমাণুতে ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান। উদাহরণস্বরূপ, একটি সীসা পরমাণু (পারমাণবিক সংখ্যা 82) এর নিউক্লিয়াসে 82টি প্রোটন থাকে। নিউক্লিয়াসের চারপাশে কক্ষপথে 82টি ইলেকট্রন রয়েছে। নিউক্লিয়াসে নিউট্রনের সংখ্যা গণনা করার জন্য, পারমাণবিক ভর থেকে প্রোটনের সংখ্যা বিয়োগ করাই যথেষ্ট:
207 – 82=125।
কেন সবসময় সমান সংখ্যা থাকে
আমাদের মহাবিশ্বের প্রতিটি সিস্টেম স্থিতিশীলতার জন্য চেষ্টা করে। পরমাণুতে প্রয়োগ করা হলে, এটি তার নিরপেক্ষতায় প্রকাশ করা হয়। যদি আমরা এক সেকেন্ডের জন্য কল্পনা করি যে মহাবিশ্বের ব্যতিক্রম ছাড়া সমস্ত পরমাণুর বিভিন্ন চিহ্ন সহ বিভিন্ন মাত্রার এক বা অন্য চার্জ রয়েছে, তবে কেউ কল্পনা করতে পারে যে পৃথিবীতে কী ধরণের বিশৃঙ্খলা আসবে।
কিন্তু যেহেতু একটি পরমাণুতে প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা সমান তাই প্রতিটি "ইট" এর মোট চার্জ শূন্য।
একটি পরমাণুতে নিউট্রনের সংখ্যা একটি স্বাধীন মান। তদুপরি, একই রাসায়নিক উপাদানের পরমাণুতে শূন্য চার্জ সহ এই কণাগুলির একটি ভিন্ন সংখ্যা থাকতে পারে। উদাহরণ:
- 1 প্রোটন + 1 ইলেকট্রন + 0 নিউট্রন=হাইড্রোজেন (পারমাণবিক ভর 1);
- 1 প্রোটন + 1 ইলেক্ট্রন + 1 নিউট্রন=ডিউটেরিয়াম (পারমাণবিক ভর 2);
- 1 প্রোটন + 1 ইলেকট্রন + 2নিউট্রন=ট্রিটিয়াম (পারমাণবিক ভর 3)।
এই ক্ষেত্রে, পরমাণুর ইলেকট্রনের সংখ্যা পরিবর্তন হয় না, পরমাণু নিরপেক্ষ থাকে, এর ভর পরিবর্তিত হয়। রাসায়নিক উপাদানের এই ধরনের বৈচিত্রকে আইসোটোপ বলা হয়।
একটি পরমাণু সর্বদা নিরপেক্ষ
না, একটি পরমাণুর ইলেকট্রনের সংখ্যা সর্বদা প্রোটন সংখ্যার সমান হয় না। যদি একটি ইলেকট্রন বা দুটি কিছু সময়ের জন্য একটি পরমাণু থেকে "কেড়ে নেওয়া" না যায়, তাহলে গ্যালভানাইজেশন বলে কিছু থাকবে না। একটি পরমাণু, যে কোনও বিষয়ের মতো, প্রভাবিত হতে পারে৷
পরমাণুর বাইরের স্তর থেকে যথেষ্ট শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে, এক বা একাধিক ইলেকট্রন "উড়ে যেতে পারে"। এই ক্ষেত্রে, পদার্থের কণা নিরপেক্ষ হওয়া বন্ধ করে এবং একটি আয়ন বলা হয়। এটি একটি গ্যাস বা তরল মাধ্যমে চলতে পারে, একটি বৈদ্যুতিক চার্জ এক ইলেক্ট্রোড থেকে অন্যটিতে স্থানান্তর করতে পারে। এইভাবে, একটি বৈদ্যুতিক চার্জ ব্যাটারিতে সংরক্ষণ করা হয়, এবং কিছু ধাতুর সবচেয়ে পাতলা ফিল্মগুলি অন্যের পৃষ্ঠে প্রয়োগ করা হয় (সোনার প্রলেপ, রূপালী প্রলেপ, ক্রোমিয়াম প্রলেপ, নিকেল প্রলেপ ইত্যাদি)।
ধাতুতেও ইলেকট্রনের সংখ্যা অস্থির - তড়িৎ প্রবাহের পরিবাহী। বাইরের স্তরগুলির ইলেকট্রনগুলি, যেমন ছিল, পরমাণু থেকে পরমাণুতে চলে, পরিবাহীর মাধ্যমে বৈদ্যুতিক শক্তি স্থানান্তর করে৷
