ঘনত্ব হল পদার্থের যেকোন সামগ্রিক অবস্থার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভৌত পরিমাণ। এই প্রবন্ধে, আমরা ধাতুগুলির ঘনত্ব কী সেই প্রশ্নটি বিবেচনা করব, আমরা রাসায়নিক উপাদানগুলির জন্য এই প্যারামিটারের একটি সারণী দেব এবং পৃথিবীর ঘনতম ধাতু সম্পর্কে কথা বলব৷
আমরা কোন শারীরিক বৈশিষ্ট্যের কথা বলছি?
ঘনত্ব এমন একটি মান যা একটি পরিচিত আয়তনে পদার্থের পরিমাণকে চিহ্নিত করে। এই সংজ্ঞা অনুসারে, এটি গাণিতিকভাবে নিম্নরূপ গণনা করা যেতে পারে:
ρ=m/V.
এই মানটিকে গ্রীক অক্ষর ρ (ro) দিয়ে চিহ্নিত করুন।
ঘনত্ব একটি সর্বজনীন বৈশিষ্ট্য কারণ এটি বিভিন্ন উপকরণের তুলনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই সত্যটি তাদের সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা কিংবদন্তি অনুসারে গ্রীক দার্শনিক আর্কিমিডিস করেছিলেন (তিনি এর জন্য ρ এর মান পরিমাপ করে একটি নকল সোনার মুকুট স্থাপন করতে সক্ষম হয়েছিলেন)।
একটি নির্দিষ্ট উপাদানের জন্য এই পরামিতি দুটি প্রধান কারণের উপর নির্ভর করে:
- পরমাণু এবং অণুর ভর থেকে যা পদার্থ তৈরি করে;
- গড় আন্তঃপরমাণু এবং আন্তঃআণবিক দূরত্ব থেকে।
উদাহরণস্বরূপ, যে কোনো ট্রানজিশন ধাতুর (সোনা, লোহা, ভ্যানেডিয়াম, টাংস্টেন) যে কোনো কার্বন পদার্থের চেয়ে বেশি ঘনত্ব আছে, যেহেতু পরের পরমাণুর ভর দশগুণ কম। আরেকটি উদাহরণ. গ্রাফাইট এবং হীরা দুটি কার্বন কাঠামো। দ্বিতীয়টি ঘনতর, যেহেতু এর জালিতে আন্তঃপরমাণু দূরত্ব ছোট।
ধাতুর ঘনত্ব
মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণীতে এটিই বৃহত্তম দল। একটি ধাতু হল এমন যেকোন পদার্থ যার উচ্চ তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, এটিকে পালিশ করার সময় একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত পৃষ্ঠের দীপ্তি থাকে এবং প্লাস্টিকের বিকৃতি ঘটানোর ক্ষমতা থাকে৷
এই জাতীয় রাসায়নিক উপাদানের নাইট্রোজেন, অক্সিজেন এবং কার্বনের মতো পদার্থের তুলনায় কম তড়িৎ ঋণাত্মকতা রয়েছে। এই ঘটনাটি এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে বাল্ক কাঠামোতে ধাতব পরমাণু একে অপরের সাথে একটি ধাতব বন্ধন তৈরি করে। এটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত আয়নিক ঘাঁটি এবং একটি ঋণাত্মক ইলেকট্রন গ্যাসের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক মিথস্ক্রিয়া।
মহাকাশে ধাতব পরমাণুগুলি একটি আদেশকৃত কাঠামোর আকারে সাজানো হয়, যাকে ক্রিস্টাল জালি বলা হয়। মাত্র তিন প্রকার:
- ঘন;
- BCC (শরীর কেন্দ্রিক ঘন);
- HCP (ষড়ভুজ ক্লোজ-প্যাকড);
- FCC (মুখ-কেন্দ্রিক কিউবিক)।
ধাতুর ঘনত্ব একটি ভৌত পরিমাণ যা স্ফটিক জালির ধরনের উপর নির্ভর করে। নিচে g/cm3 এ সমস্ত রাসায়নিক উপাদানের জন্য এই প্যারামিটারের একটি সারণী দেওয়া হল, যা স্বাভাবিক অবস্থায় থাকেকঠিন অবস্থা।
সারণী থেকে এটি অনুসরণ করে যে ধাতুর ঘনত্ব একটি মান যা বিস্তৃত পরিসরে পরিবর্তিত হয়। সুতরাং, সবচেয়ে দুর্বল লিথিয়াম, যা একই ভলিউম সহ, জলের চেয়ে দুইগুণ হালকা। বিরল ধাতু অসমিয়ামের ঘনত্ব প্রকৃতিতে সবচেয়ে বেশি। এটি 22.59g/cm3.
আপনি কিভাবে মান খুঁজে পাবেন?
ধাতুগুলির ঘনত্ব একটি বৈশিষ্ট্য যা দুটি মৌলিকভাবে ভিন্ন উপায়ে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে:
- পরীক্ষামূলক;
- তাত্ত্বিক।
পরীক্ষামূলক পদ্ধতিগুলি নিম্নরূপ:
- শরীরের ওজন এবং আয়তনের সরাসরি পরিমাপ। দেহের জ্যামিতিক পরামিতিগুলি জানা থাকলে পরবর্তীটি গণনা করা সহজ, এবং এর আকৃতিটি আদর্শ, উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রিজম, একটি পিরামিড বা একটি বল৷
- হাইড্রোস্ট্যাটিক পরিমাপ। এই ক্ষেত্রে, বিশেষ স্কেল ব্যবহার করা হয়, 16 শতকে গ্যালিলিও দ্বারা উদ্ভাবিত। তাদের ক্রিয়াকলাপের নীতিটি বেশ সহজ: প্রথমে, অজানা ঘনত্বের একটি দেহকে বাতাসে এবং তারপরে একটি তরলে (জল) ওজন করা হয়। এর পরে, একটি সাধারণ সূত্র ব্যবহার করে প্রয়োজনীয় মান গণনা করা হয়।
ধাতুর ঘনত্ব নির্ধারণের তাত্ত্বিক পদ্ধতির জন্য, এটি একটি মোটামুটি সহজ পদ্ধতি যার জন্য স্ফটিক জালির ধরন, এতে আন্তঃপরমাণু দূরত্ব এবং পরমাণুর ভর সম্পর্কে জ্ঞান প্রয়োজন। এর পরে, অসমিয়ামের উদাহরণ ব্যবহার করে, আমরা দেখাব কিভাবে এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করা হয়।
বিরল ধাতু অসমিয়ামের ঘনত্ব
তিনিআমাদের গ্রহে ট্রেস পরিমাণে পাওয়া যায়। প্রায়শই এটি ইরিডিয়াম এবং প্ল্যাটিনাম সহ সংকর ধাতুগুলির পাশাপাশি অক্সাইডের আকারে পাওয়া যায়। অসমিয়ামের একটি hcp জালি আছে যার পরামিতি a=2.7343 এবং c=4.32 অ্যাংস্ট্রোম। একটি পরমাণুর গড় ভর হল m=190.23 amu
উপরের সংখ্যাগুলোই ρ এর মান নির্ণয় করার জন্য যথেষ্ট। এটি করার জন্য, ঘনত্বের মূল সূত্রটি ব্যবহার করুন এবং বিবেচনা করুন যে একটি ষড়ভুজাকার প্রিজমে ছয়টি পরমাণু রয়েছে। ফলস্বরূপ, আমরা কার্যকরী সূত্রে পৌঁছেছি:
ρ=4m/(√3a2c)।
উপরে লেখা পরিসংখ্যানগুলিকে প্রতিস্থাপন করে এবং তাদের মাত্রাগুলি বিবেচনায় নিয়ে, আমরা ফলাফলে পৌঁছেছি: ρ=22 579 kg/m3।
এইভাবে, একটি বিরল ধাতুর ঘনত্ব হল 22.58 গ্রাম/সেমি3, যা পরীক্ষামূলকভাবে পরিমাপ করা টেবিল মানের সমান।
