পর্যায় সারণীর সাথে পরিচিত প্রত্যেক শিক্ষার্থী জানে যে এতে ধাতুর পরিমাণ বেশিরভাগ রাসায়নিক উপাদান তৈরি করে। তাদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল ঘনত্ব। নিবন্ধে এই মানটি বিবেচনা করুন এবং ধাতু এবং সংকর ধাতুর ঘনত্বের একটি সারণী দিন।
ঘনত্ব কি
আপনি যদি প্লাস্টিক এবং স্টিলের একই ভলিউম নেন, তাহলে প্রথমটি দ্বিতীয়টির চেয়ে অনেক সহজ হবে। বিপরীতভাবে, প্লাস্টিকের একটি টুকরো ইস্পাতের টুকরার সমান ওজনের হবে যদি এটি আয়তনে অনেক বড় হয়। এই পার্থক্যের কারণ হল ঘনত্বের মতো শারীরিক পরিমাণ। এটি গণনার সূত্রটি নিম্নরূপ:
ρ=m/V.
এখানে m শরীরের ভর, V হল এর আয়তন। গ্রীক অক্ষর ρ (rho) প্রায়ই ঘনত্ব বোঝাতে ব্যবহৃত হয়। এটি সূত্র থেকে অনুসরণ করে যে SI-তে পরিমাপের একক হল প্রতি ঘনমিটারে কিলোগ্রাম (কেজি/মি3)। নন-সিস্টেমিক ইউনিটগুলিও ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন g/cm3 বা g/l (তরলের জন্য)।
ধাতু কি
ধাতুগুলির ঘনত্বের একটি সারণী দেওয়ার আগে, আসুন আমরা কোন পদার্থের কথা বলছি তা ব্যাখ্যা করি। উচ্চ তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং নমনীয়তায় ধাতব পদার্থগুলি অধাতু থেকে পৃথক। এগুলি তাদের প্রধান স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য। এছাড়াও ক্ষুদ্র বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যেমন একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত ধাতব দীপ্তি, নমনীয়তা এবং তাদের পরমাণুর জন্য কম বৈদ্যুতিক ঋণাত্মকতা।
স্বাভাবিক অবস্থায় সমস্ত ধাতু কঠিন আকারে বিদ্যমান। একমাত্র ব্যতিক্রম হল পারদ, যার জন্য স্ফটিকের তাপমাত্রা -39oC। কঠিন ধাতু একটি স্ফটিক জালি আকারে বিদ্যমান। পরেরটি পরমাণুর একটি সংগ্রহ যা একটি নির্দিষ্ট জ্যামিতিক উপায়ে মহাকাশে সংগঠিত হয়। যে কোনো বিশুদ্ধ (এক-উপাদান) ধাতব উপাদান প্রদত্ত অবস্থার অধীনে তিন ধরনের ক্রিস্টাল জালির মধ্যে একটিতে বিদ্যমান। এগুলি হল নিম্নলিখিত গ্রিড:
- ফেস সেন্টারেড কিউবিক (FCC)।
- বডি সেন্টারেড কিউবিক (BCC)।
- হেক্সাগোনাল ক্লোজ-প্যাকড (hcp)।
যদি অবস্থা (তাপমাত্রা, চাপ) পরিবর্তিত হয়, তাহলে ধাতু একটি থেকে অন্য স্ফটিক অবস্থায় যেতে পারে। একটি সর্বোত্তম উদাহরণ হল bcc আয়রন থেকে fcc তে রূপান্তর যখন তাপমাত্রা 1392oC এর নিচে নেমে যায়, অথবা যখন তা 911oC. এর উপরে উঠে যায়
ধাতুর ঘনত্বের টেবিল
ধাতুগুলির ঘনত্ব দুটি প্রধান কারণ দ্বারা নির্ধারিত হয়:
- ক্রিস্টাল জালির ধরন এবং এতে আন্তঃপরমাণু দূরত্ব।
- একটি পরমাণুর ভররাসায়নিক উপাদান।
ধাতু এবং অন্যান্য উপাদানের ঘনত্বের সারণী নিচে দেওয়া হল।
এখানে g/cm3 এর পরিসংখ্যান রয়েছে। ধাতুর ঘনত্বের সারণীকে kg/m3 তে প্রকাশ করার জন্য, সংশ্লিষ্ট মানটিকে 1000 দ্বারা গুণ করতে হবে। টেবিলটি দেখায় যে ধাতুর ঘনত্ব খুব আলাদা। এগুলি জলের চেয়ে হালকা হতে পারে (সোডিয়াম, লিথিয়াম, পটাসিয়াম) বা খুব ভারী (ইরিডিয়াম, অসমিয়াম, প্ল্যাটিনাম, সোনা)।
মিশ্র ধাতুর ঘনত্ব
মিশ্র দ্রব্য হল বহু উপাদান, উদাহরণস্বরূপ, ইস্পাত লোহা এবং কার্বনের একটি সংকর ধাতু। খাঁটি ধাতুগুলির তুলনায় খাদগুলির স্ফটিক কাঠামো আরও জটিল। ইস্পাত, যা লোহা এবং কার্বন পরমাণু নিয়ে গঠিত, তাদের পারস্পরিক বিন্যাসের জন্য বেশ কয়েকটি সম্ভাবনা রয়েছে (বিসিসি বা এফসিসি লোহাতে কার্বনের কঠিন সমাধান, একটি বিশেষ পর্যায়ের গঠন - সিমেন্টাইট, গ্রাফাইট অন্তর্ভুক্তির গঠন এবং কিছু অন্যান্য)।
সংকর ধাতুর ঘনত্বের জন্য, অনেক ক্ষেত্রে এটি নিম্নলিখিত সহজ সূত্র ব্যবহার করে অনুমান করা যেতে পারে:
ρ=∑imi/∑iV i.
যেখানে i খাদের উপাদানের সংখ্যা। যদি এই অভিব্যক্তিটি একটি দুই-উপাদান খাদ প্রয়োগ করা হয়, তাহলে নিম্নলিখিত সূত্রটি পাওয়া যাবে:
ρ=ρ1ρ2/(ρ1+x(ρ2-ρ1))।
যেখানে ρ1 এবং ρ2 সংশ্লিষ্ট উপাদানগুলির ঘনত্ব, x হল প্রথম উপাদানটির ভর ভগ্নাংশ খাদ. এটা সংজ্ঞায়িত করা হয়তাই:
x=m1/(m1+ m2)।
প্রতি ঘনমিটার টন কিছু সংকর ধাতুর ঘনত্বের সারণী নিচে দেওয়া হল।
যেহেতু প্রতিটি সংকর ধাতুতে প্রধানত একটি উপাদান থাকে (ইস্পাত - লোহা, ব্রোঞ্জ - তামা, নিক্রোম - নিকেল ইত্যাদি), এতে অবাক হওয়ার কিছু নেই যে তাদের ঘনত্ব বিশুদ্ধ ধাতুগুলির কাছাকাছি৷
