পদার্থের গঠন অধ্যয়ন করে, বিজ্ঞানীরা এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছেন যে সমস্ত পদার্থই অণু এবং পরমাণু নিয়ে গঠিত। দীর্ঘকাল ধরে, পরমাণুকে (গ্রীক থেকে "অবিভাজ্য" হিসাবে অনুবাদ করা হয়েছে) পদার্থের ক্ষুদ্রতম কাঠামোগত একক হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল। যাইহোক, আরও গবেষণায় দেখা গেছে যে পরমাণুর একটি জটিল গঠন রয়েছে এবং এর ফলে আরও ছোট কণা রয়েছে।
পরমাণু কি দিয়ে তৈরি?
1911 সালে, বিজ্ঞানী রাদারফোর্ড পরামর্শ দিয়েছিলেন যে পরমাণুর একটি কেন্দ্রীয় অংশ রয়েছে যার একটি ধনাত্মক চার্জ রয়েছে। এইভাবে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ধারণা প্রথম প্রকাশিত হয়েছিল।
রাদারফোর্ডের স্কিম অনুসারে, যাকে গ্রহের মডেল বলা হয়, একটি পরমাণু একটি নিউক্লিয়াস এবং নেতিবাচক চার্জ সহ প্রাথমিক কণা নিয়ে গঠিত - ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘুরছে, ঠিক যেমন গ্রহগুলি সূর্যের চারদিকে প্রদক্ষিণ করে।
1932 সালে, আরেকজন বিজ্ঞানী চ্যাডউইক নিউট্রন আবিষ্কার করেন, এমন একটি কণা যার কোনো বৈদ্যুতিক চার্জ নেই।
আধুনিক ধারণা অনুসারে, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের গঠন রাদারফোর্ডের প্রস্তাবিত গ্রহের মডেলের সাথে মিলে যায়। নিউক্লিয়াস ভিতরে বাহিত হয়পারমাণবিক ভরের অধিকাংশ। এটি একটি ইতিবাচক চার্জ আছে. পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে প্রোটন রয়েছে - ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণা এবং নিউট্রন - এমন কণা যা চার্জ বহন করে না। প্রোটন এবং নিউট্রনকে নিউক্লিয়ন বলা হয়। নেতিবাচকভাবে চার্জ করা কণা - ইলেকট্রন - নিউক্লিয়াসের চারপাশে কক্ষপথ।
নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা কক্ষপথে চলমান ইলেকট্রনের সংখ্যার সমান। অতএব, পরমাণু নিজেই একটি কণা যা চার্জ বহন করে না। যদি একটি পরমাণু অন্য মানুষের ইলেকট্রন ধারণ করে বা তার নিজের ইলেকট্রন হারায়, তাহলে এটি ধনাত্মক বা ঋণাত্মক হয়ে যায় এবং একে আয়ন বলা হয়।
ইলেক্ট্রন, প্রোটন এবং নিউট্রনকে সমষ্টিগতভাবে সাবএটমিক কণা বলা হয়।
পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের চার্জ
নিউক্লিয়াসের একটি চার্জ নম্বর Z রয়েছে। এটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াস তৈরিকারী প্রোটনের সংখ্যা দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই পরিমাণটি খুঁজে বের করা সহজ: শুধু মেন্ডেলিভের পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমটি পড়ুন। একটি পরমাণু যে উপাদানের সাথে সম্পর্কিত তার পারমাণবিক সংখ্যা নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যার সমান। এইভাবে, রাসায়নিক উপাদান অক্সিজেন যদি ক্রমিক নম্বর 8 এর সাথে মিলে যায়, তবে প্রোটনের সংখ্যাও আটের সমান হবে। যেহেতু একটি পরমাণুতে প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা একই, তাই আটটি ইলেকট্রনও থাকবে।
নিউট্রনের সংখ্যাকে আইসোটোপিক সংখ্যা বলা হয় এবং N অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। তাদের সংখ্যা একই রাসায়নিক উপাদানের পরমাণুতে পরিবর্তিত হতে পারে।
নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সমষ্টিকে একটি পরমাণুর ভর সংখ্যা বলা হয় এবং A অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। সুতরাং, ভর সংখ্যা গণনার সূত্রটি এইরকম দেখায়: A=Z+N.
আইসোটোপ
যে ক্ষেত্রে উপাদানগুলিতে সমান সংখ্যক প্রোটন এবং ইলেকট্রন থাকে, কিন্তু ভিন্ন সংখ্যক নিউট্রন থাকে, তখন তাদের রাসায়নিক উপাদানের আইসোটোপ বলা হয়। এক বা একাধিক আইসোটোপ থাকতে পারে। তারা পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমের একই কক্ষে স্থাপন করা হয়।
রসায়ন এবং পদার্থবিদ্যায় আইসোটোপগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেনের একটি আইসোটোপ - ডিউটেরিয়াম - অক্সিজেনের সংমিশ্রণে একটি সম্পূর্ণ নতুন পদার্থ দেয়, যাকে ভারী জল বলা হয়। এটির স্বাভাবিকের চেয়ে আলাদা ফুটন্ত এবং হিমাঙ্ক রয়েছে। এবং হাইড্রোজেনের আরেকটি আইসোটোপের সাথে ডিউটেরিয়ামের সংমিশ্রণ - ট্রিটিয়াম একটি থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশন বিক্রিয়ার দিকে পরিচালিত করে এবং বিপুল পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
নিউক্লিয়াস এবং উপপারমাণবিক কণার ভর
মানুষের ধারণায় পরমাণু এবং উপপারমাণবিক কণার আকার এবং ভর নগণ্য। কার্নেলের আকার আনুমানিক 10-12সেমি। একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ভর পদার্থবিজ্ঞানে তথাকথিত পারমাণবিক ভর এককগুলিতে পরিমাপ করা হয় - amu
এক আমুর জন্য একটি কার্বন পরমাণুর ভরের এক দ্বাদশ ভাগ নিন। পরিমাপের সাধারণ একক (কিলোগ্রাম এবং গ্রাম) ব্যবহার করে ভরকে নিম্নরূপ প্রকাশ করা যেতে পারে: 1 a.m.u.=1, 660540 10-24g। এভাবে প্রকাশ করলে একে পরমাণু ভর বলা হয়।
পরমাণুর নিউক্লিয়াসটি পরমাণুর সবচেয়ে বড় উপাদান হওয়া সত্ত্বেও, এটিকে ঘিরে থাকা ইলেকট্রন মেঘের তুলনায় এর মাত্রা অত্যন্ত ছোট।
পরমাণু শক্তি
পারমাণবিক নিউক্লিয়াস অত্যন্ত স্থিতিশীল। এর মানে হল যে প্রোটন এবং নিউট্রন কিছু শক্তি দ্বারা নিউক্লিয়াসে ধারণ করে। এটি নাইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্স থাকতে পারে, যেহেতু প্রোটন একই চার্জযুক্ত কণা, এবং এটি জানা যায় যে একই চার্জযুক্ত কণা একে অপরকে বিকর্ষণ করে। মাধ্যাকর্ষণ শক্তিগুলি নিউক্লিয়নগুলিকে একসাথে ধরে রাখতে খুব দুর্বল। অতএব, কণাগুলি নিউক্লিয়াসে একটি ভিন্ন মিথস্ক্রিয়া দ্বারা ধারণ করা হয় - পারমাণবিক শক্তি।
পরমাণু মিথস্ক্রিয়াকে প্রকৃতিতে বিদ্যমান সকলের মধ্যে সবচেয়ে শক্তিশালী বলে মনে করা হয়। অতএব, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের উপাদানগুলির মধ্যে এই ধরনের মিথস্ক্রিয়াকে শক্তিশালী বলা হয়। এটি অনেক প্রাথমিক কণা, সেইসাথে তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তিতে উপস্থিত থাকে।
পরমাণু শক্তির বৈশিষ্ট্য
- সংক্ষিপ্ত কর্ম। পারমাণবিক শক্তি, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তির বিপরীতে, নিউক্লিয়াসের আকারের সাথে তুলনীয় খুব ছোট দূরত্বে নিজেদেরকে প্রকাশ করে।
- স্বাধীনতার ভার। এই বৈশিষ্ট্যটি প্রকাশ পায় যে পারমাণবিক শক্তি প্রোটন এবং নিউট্রনের উপর সমানভাবে কাজ করে।
- স্যাচুরেশন। নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়নগুলি শুধুমাত্র নির্দিষ্ট সংখ্যক অন্যান্য নিউক্লিয়নের সাথে যোগাযোগ করে।
কোর বাইন্ডিং এনার্জি
আরেকটি জিনিস শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া ধারণার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত - নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি। নিউক্লিয়ার বাইন্ডিং এনার্জি হল একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে তার উপাদান নিউক্লিয়নে বিভক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ। এটি পৃথক কণা থেকে নিউক্লিয়াস গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির সমান।
একটি নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি গণনা করতে, সাবঅ্যাটমিক কণার ভর জানতে হবে। গণনা দেখায় যে একটি নিউক্লিয়াসের ভর সর্বদা তার উপাদান নিউক্লিয়নের যোগফলের চেয়ে কম। ভর ত্রুটি মধ্যে পার্থক্যনিউক্লিয়াসের ভর এবং এর প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সমষ্টি। ভর এবং শক্তির মধ্যে সম্পর্ক সম্পর্কে আইনস্টাইন সূত্র ব্যবহার করে (E=mc2), আপনি নিউক্লিয়াস গঠনের সময় উৎপন্ন শক্তি গণনা করতে পারেন।
নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তির শক্তি নিম্নলিখিত উদাহরণ দ্বারা বিচার করা যেতে পারে: কয়েক গ্রাম হিলিয়ামের গঠন কয়েক টন কয়লার দহনের মতো শক্তি উৎপন্ন করে।
পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া
পরমাণুর নিউক্লিয়াস অন্যান্য পরমাণুর নিউক্লিয়াসের সাথে যোগাযোগ করতে পারে। এই ধরনের মিথস্ক্রিয়াকে পারমাণবিক বিক্রিয়া বলা হয়। দুই ধরনের প্রতিক্রিয়া আছে।
- ফিশন প্রতিক্রিয়া। এগুলি ঘটে যখন মিথস্ক্রিয়ার ফলে ভারী নিউক্লিয়াস ভেঙে হালকা হয়ে যায়৷
- সংশ্লেষণের প্রতিক্রিয়া। প্রক্রিয়াটি হল বিদারণের বিপরীত: নিউক্লিয়াস সংঘর্ষ, যার ফলে ভারী উপাদান তৈরি হয়।
সমস্ত পারমাণবিক বিক্রিয়া শক্তির মুক্তির সাথে থাকে, যা পরবর্তীতে শিল্পে, সামরিক ক্ষেত্রে, শক্তিতে এবং আরও অনেক কিছুতে ব্যবহৃত হয়।
পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের গঠনের সাথে পরিচিত হয়ে আমরা নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তে আসতে পারি।
- পরমাণু একটি নিউক্লিয়াস নিয়ে গঠিত যাতে প্রোটন এবং নিউট্রন এবং এর চারপাশে ইলেকট্রন থাকে।
- একটি পরমাণুর ভর সংখ্যা তার নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়নের যোগফলের সমান।
- নিউক্লন শক্তিশালী বল দ্বারা একত্রিত হয়।
- যে বিপুল শক্তি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে স্থিতিশীল রাখে তাদেরকে পারমাণবিক বাঁধাই শক্তি বলে।
