আসুন দেখে নেওয়া যাক কিভাবে একটি পরমাণু তৈরি হয়। মনে রাখবেন যে আমরা শুধুমাত্র মডেল সম্পর্কে কথা বলব। অনুশীলনে, পরমাণুগুলি অনেক বেশি জটিল গঠন। কিন্তু আধুনিক উন্নয়নের জন্য ধন্যবাদ, আমরা রাসায়নিক উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করতে এবং এমনকি সফলভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করতে সক্ষম হয়েছি (সকল না হলেও)। সুতরাং, একটি পরমাণুর গঠন কি? এটা কি দিয়ে "তৈরি"?
পরমাণুর গ্রহের মডেল
1913 সালে ডেনিশ পদার্থবিদ এন বোহর প্রথম প্রস্তাব করেছিলেন। এটি বৈজ্ঞানিক তথ্যের উপর ভিত্তি করে পরমাণুর গঠনের প্রথম তত্ত্ব। উপরন্তু, তিনি আধুনিক বিষয়ভিত্তিক পরিভাষার ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন। এতে, ইলেকট্রন-কণাগুলি সূর্যের চারপাশে গ্রহগুলির মতো একইভাবে পরমাণুর চারপাশে ঘূর্ণনশীল গতিশীলতা তৈরি করে। বোহর পরামর্শ দিয়েছিলেন যে তারা শুধুমাত্র নিউক্লিয়াস থেকে কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত দূরত্বে অবস্থিত কক্ষপথেই থাকতে পারে। ঠিক কেন, বিজ্ঞানের অবস্থান থেকে বিজ্ঞানী ব্যাখ্যা করতে পারেননি, তবে এমন একটি মডেল অনেক পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে নিশ্চিত হয়েছিল। পূর্ণসংখ্যার সংখ্যাগুলি কক্ষপথ নির্ধারণের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল, নিউক্লিয়াসের সবচেয়ে কাছাকাছি নম্বর দেওয়া একক থেকে শুরু করে। এই সমস্ত কক্ষপথকে স্তরও বলা হয়। হাইড্রোজেন পরমাণুর একটি মাত্র স্তর রয়েছে যার উপর একটি ইলেক্ট্রন ঘোরে।কিন্তু জটিল পরমাণুর মাত্রা বেশি থাকে। এগুলি এমন উপাদানগুলিতে বিভক্ত যা শক্তির সম্ভাবনার কাছাকাছি ইলেকট্রনকে একত্রিত করে। সুতরাং, দ্বিতীয়টিতে ইতিমধ্যে দুটি উপস্তর রয়েছে - 2s এবং 2p। তৃতীয়টিতে ইতিমধ্যে তিনটি রয়েছে - 3s, 3p এবং 3d৷ ইত্যাদি। প্রথমে, নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি উপস্তরগুলি "বসতিপূর্ণ" এবং তারপরে দূরবর্তীগুলি। তাদের প্রতিটি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক ইলেকট্রন ধারণ করতে পারে। কিন্তু এই শেষ নয়। প্রতিটি উপস্তর অরবিটালে বিভক্ত। সাধারণ জীবনের সাথে তুলনা করা যাক। একটি পরমাণুর ইলেক্ট্রন মেঘ একটি শহরের সাথে তুলনীয়। স্তরগুলি হল রাস্তা। উপস্তর - একটি ব্যক্তিগত বাড়ি বা অ্যাপার্টমেন্ট। অরবিটাল একটি ঘর। তাদের প্রত্যেকে এক বা দুটি ইলেকট্রন "লাইভ" করে। তাদের সবার নির্দিষ্ট ঠিকানা আছে। এটি ছিল পরমাণুর গঠনের প্রথম চিত্র। এবং পরিশেষে, ইলেকট্রনের ঠিকানা সম্পর্কে: তারা সংখ্যার সেট দ্বারা নির্ধারিত হয়, যাকে "কোয়ান্টাম" বলা হয়।
পরমাণুর তরঙ্গ মডেল
কিন্তু সময়ের সাথে সাথে, গ্রহের মডেলটি সংশোধন করা হয়েছে। পরমাণুর গঠনের একটি দ্বিতীয় তত্ত্ব প্রস্তাব করা হয়েছিল। এটি আরও নিখুঁত এবং ব্যবহারিক পরীক্ষার ফলাফল ব্যাখ্যা করতে দেয়। পরমাণুর তরঙ্গ মডেল, ই. শ্রোডিঙ্গার দ্বারা প্রস্তাবিত, প্রথমটিকে প্রতিস্থাপন করেছে। তারপরে এটি ইতিমধ্যে প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে একটি ইলেক্ট্রন কেবল একটি কণা হিসাবে নয়, একটি তরঙ্গ হিসাবেও নিজেকে প্রকাশ করতে পারে। শ্রোডিঙ্গার কী করেছিলেন? তিনি ত্রিমাত্রিক স্থানের একটি তরঙ্গের গতি বর্ণনা করে একটি সমীকরণ প্রয়োগ করেছিলেন। সুতরাং, কেউ পরমাণুতে ইলেক্ট্রনের গতিপথ খুঁজে পেতে পারে না, তবে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে এটি সনাক্ত করার সম্ভাবনা খুঁজে পেতে পারে। উভয় তত্ত্বই এই কারণে একত্রিত হয় যে প্রাথমিক কণার উপর অবস্থিতনির্দিষ্ট স্তর, উপস্তর এবং অরবিটাল। মডেলগুলির মিল এখানেই শেষ হয়। আমি একটি উদাহরণ দেব - তরঙ্গ তত্ত্বে, একটি অরবিটাল এমন একটি অঞ্চল যেখানে 95% সম্ভাবনা সহ একটি ইলেক্ট্রন খুঁজে পাওয়া সম্ভব হবে। বাকি স্থান 5% এর জন্য দায়ী। কিন্তু শেষ পর্যন্ত দেখা গেল যে পরমাণুর কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি একটি তরঙ্গ মডেল ব্যবহার করে চিত্রিত করা হয়েছে, যদিও পরিভাষাটি একটি সাধারণ উপায়ে ব্যবহৃত হয়।
এই ক্ষেত্রে সম্ভাবনার ধারণা
এই শব্দটি কেন ব্যবহার করা হয়েছিল? হাইজেনবার্গ 1927 সালে অনিশ্চয়তা নীতি প্রণয়ন করেছিলেন, যা এখন মাইক্রো পার্টিকেলের গতি বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এটি সাধারণ শারীরিক দেহ থেকে তাদের মৌলিক পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে। এটা কি? ধ্রুপদী মেকানিক্স অনুমান করে যে একজন ব্যক্তি তাদের প্রভাবিত না করে ঘটনা পর্যবেক্ষণ করতে পারে (আকাশীয় বস্তুর পর্যবেক্ষণ)। প্রাপ্ত তথ্যের উপর ভিত্তি করে, নির্দিষ্ট সময়ে বস্তুটি কোথায় থাকবে তা গণনা করা সম্ভব। কিন্তু অণুজগতে, জিনিসগুলি অগত্যা ভিন্ন। সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, একটি ইলেকট্রনকে প্রভাবিত না করে পর্যবেক্ষণ করা এখন সম্ভব নয় কারণ যন্ত্র এবং কণার শক্তি তুলনাহীন। এটি একটি প্রাথমিক কণার অবস্থান, অবস্থা, দিক, গতির গতি এবং অন্যান্য পরামিতিগুলির পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে। এবং সঠিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে কথা বলার কোন মানে নেই। অনিশ্চয়তার নীতি নিজেই আমাদের বলে যে নিউক্লিয়াসের চারপাশে ইলেক্ট্রনের সঠিক গতিপথ গণনা করা অসম্ভব। আপনি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট এলাকায় একটি কণা খুঁজে পাওয়ার সম্ভাবনা নির্দিষ্ট করতে পারেনস্থান এটি রাসায়নিক উপাদানের পরমাণুর গঠনের বিশেষত্ব। কিন্তু বাস্তবিক পরীক্ষায় বিজ্ঞানীদের একচেটিয়াভাবে এটি বিবেচনা করা উচিত।
একটি পরমাণুর সংমিশ্রণ
তবে পুরো বিষয়বস্তুর উপর আলোকপাত করা যাক। সুতরাং, সুবিবেচিত ইলেকট্রন শেল ছাড়াও, পরমাণুর দ্বিতীয় উপাদান হল নিউক্লিয়াস। এটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত প্রোটন এবং নিরপেক্ষ নিউট্রন নিয়ে গঠিত। আমরা সবাই পর্যায় সারণীর সাথে পরিচিত। প্রতিটি উপাদানের সংখ্যা এটিতে থাকা প্রোটনের সংখ্যার সাথে মিলে যায়। নিউট্রনের সংখ্যা একটি পরমাণুর ভর এবং এর প্রোটন সংখ্যার মধ্যে পার্থক্যের সমান। এই নিয়ম থেকে বিচ্যুতি হতে পারে। তারপর তারা বলে যে মৌলটির একটি আইসোটোপ উপস্থিত রয়েছে। একটি পরমাণুর গঠন এমন যে এটি একটি ইলেক্ট্রন শেল দ্বারা "বেষ্টিত"। ইলেকট্রনের সংখ্যা সাধারণত প্রোটন সংখ্যার সমান। পরেরটির ভর আগেরটির তুলনায় প্রায় 1840 গুণ বেশি এবং নিউট্রনের ওজনের প্রায় সমান। নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধ একটি পরমাণুর ব্যাসের প্রায় 1/200,000। তিনি নিজেই একটি গোলাকার আকৃতি আছে। এটি, সাধারণভাবে, রাসায়নিক উপাদানগুলির পরমাণুর গঠন। ভর এবং বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য সত্ত্বেও, তারা দেখতে একই রকম।
কক্ষপথ
পরমাণুর কাঠামোর স্কিম কী তা নিয়ে কথা বললে, কেউ তাদের সম্পর্কে চুপ করে থাকতে পারে না। সুতরাং, এই ধরনের আছে:
- সে. তারা গোলাকার।
- p এগুলি দেখতে বিশাল আকৃতির আট বা টাকু।
- d এবং চ. তাদের একটি জটিল আকৃতি রয়েছে যা আনুষ্ঠানিক ভাষায় বর্ণনা করা কঠিন৷
অঞ্চলে 95% সম্ভাবনা সহ প্রতিটি ধরণের ইলেকট্রন পাওয়া যেতে পারেঅনুরূপ অরবিটাল উপস্থাপিত তথ্য অবশ্যই শান্তভাবে গ্রহণ করা উচিত, কারণ এটি প্রকৃত বাস্তব অবস্থার চেয়ে একটি বিমূর্ত গাণিতিক মডেল। কিন্তু এই সবের সাথে, এটির পরমাণু এবং এমনকি অণুর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে ভাল ভবিষ্যদ্বাণী করার ক্ষমতা রয়েছে। নিউক্লিয়াস থেকে স্তরটি যত দূরে অবস্থিত, তত বেশি ইলেকট্রন এটিতে স্থাপন করা যেতে পারে। সুতরাং, একটি বিশেষ সূত্র ব্যবহার করে অরবিটালের সংখ্যা গণনা করা যেতে পারে: x2। এখানে x মাত্রা সংখ্যার সমান। এবং যেহেতু অরবিটালে দুটি পর্যন্ত ইলেকট্রন স্থাপন করা যেতে পারে, তাই তাদের সংখ্যাসূচক অনুসন্ধানের চূড়ান্ত সূত্রটি এরকম দেখাবে: 2x2.
অরবিট: প্রযুক্তিগত তথ্য
যদি আমরা ফ্লোরিন পরমাণুর গঠন সম্পর্কে কথা বলি, এতে তিনটি অরবিটাল থাকবে। তাদের সব পূরণ করা হবে. একই উপস্তরের মধ্যে অরবিটালের শক্তি একই। তাদের মনোনীত করতে, স্তর সংখ্যা যোগ করুন: 2s, 4p, 6d। আমরা ফ্লোরিন পরমাণুর গঠন সম্পর্কে কথোপকথনে ফিরে আসি। এতে দুটি s- এবং একটি p-সাবলেভেল থাকবে। এতে নয়টি প্রোটন এবং একই সংখ্যক ইলেকট্রন রয়েছে। প্রথম এক এস-স্তর। এ দুটি ইলেকট্রন। তারপর দ্বিতীয় এস-লেভেল। আরও দুটি ইলেকট্রন। এবং 5 পি-লেভেল পূরণ করে। এখানে তার গঠন। নীচের উপশিরোনামটি পড়ার পরে, আপনি প্রয়োজনীয় ক্রিয়াগুলি নিজেই করতে পারেন এবং নিজের জন্য দেখতে পারেন। যদি আমরা হ্যালোজেনের ভৌত বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে কথা বলি, যার মধ্যে ফ্লোরিন রয়েছে, তবে এটি লক্ষ করা উচিত যে তারা একই গ্রুপে থাকা সত্ত্বেও তাদের বৈশিষ্ট্যগুলিতে সম্পূর্ণ আলাদা। সুতরাং, তাদের স্ফুটনাঙ্ক -188 থেকে 309 পর্যন্তডিগ্রি সেলসিয়াস। তাহলে কেন তারা একত্রিত হয়? রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের জন্য সমস্ত ধন্যবাদ। সমস্ত হ্যালোজেন, এবং সর্বাধিক পরিমাণে ফ্লোরিন, সর্বোচ্চ অক্সিডাইজিং শক্তি রয়েছে। তারা ধাতুর সাথে বিক্রিয়া করে এবং কোনো সমস্যা ছাড়াই ঘরের তাপমাত্রায় স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলতে পারে।
কক্ষপথগুলি কীভাবে পূর্ণ হয়?
ইলেকট্রনগুলিকে কোন নিয়ম ও নীতি দ্বারা সাজানো হয়? আমরা পরামর্শ দিচ্ছি যে আপনি তিনটি প্রধানের সাথে নিজেকে পরিচিত করুন, যার শব্দগুলি আরও ভাল বোঝার জন্য সরলীকৃত করা হয়েছে:
- নূন্যতম শক্তির নীতি। শক্তি বৃদ্ধির জন্য ইলেকট্রনগুলি অরবিটাল পূরণ করে।
- পাওলি নীতি। একটি অরবিটালে দুটির বেশি ইলেকট্রন থাকতে পারে না।
- হুন্ডের নিয়ম। একটি উপস্তরের মধ্যে, ইলেকট্রনগুলি প্রথমে বিনামূল্যে অরবিটালগুলি পূরণ করে এবং তারপরেই জোড়া তৈরি করে৷
মেন্ডেলিভের পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমটি পূরণ করতে সহায়তা করবে এবং এই ক্ষেত্রে পরমাণুর গঠন চিত্রের পরিপ্রেক্ষিতে আরও বোধগম্য হবে। অতএব, উপাদানের সার্কিট নির্মাণের সাথে ব্যবহারিক কাজে, এটি হাতে রাখা প্রয়োজন।
উদাহরণ
নিবন্ধে বলা সমস্ত কিছুর সংক্ষিপ্তসার করার জন্য, আপনি একটি নমুনা তৈরি করতে পারেন যে কীভাবে একটি পরমাণুর ইলেকট্রনগুলি তাদের স্তর, উপস্তর এবং অরবিটালে বিতরণ করা হয় (অর্থাৎ, স্তরের কনফিগারেশন কী)। এটি একটি সূত্র, একটি শক্তি চিত্র বা একটি স্তর চিত্র হিসাবে দেখানো যেতে পারে। এখানে খুব ভালো দৃষ্টান্ত রয়েছে, যা নিবিড় পরীক্ষায় পরমাণুর গঠন বুঝতে সাহায্য করে। সুতরাং, প্রথম স্তরটি প্রথমে পূরণ করা হয়। ইহা ছিলশুধুমাত্র একটি উপস্তর, যেখানে শুধুমাত্র একটি অরবিটাল আছে। ক্ষুদ্রতম থেকে শুরু করে সমস্ত স্তরগুলি ক্রমানুসারে ভরা হয়৷ প্রথমত, একটি উপস্তরের মধ্যে, প্রতিটি অরবিটালে একটি ইলেকট্রন স্থাপন করা হয়। তারপর জোড়া তৈরি হয়। এবং যদি বিনামূল্যে থাকে তবে এটি অন্য ভর্তি বিষয়ের দিকে স্যুইচ করে। এবং এখন আপনি স্বাধীনভাবে নাইট্রোজেন বা ফ্লোরিন পরমাণুর গঠন কী তা খুঁজে বের করতে পারেন (যা আগে বিবেচনা করা হয়েছিল)। এটি প্রথমে কিছুটা জটিল হতে পারে, তবে আপনি ছবিগুলি দেখে নেভিগেট করতে পারেন। স্বচ্ছতার জন্য, আসুন নাইট্রোজেন পরমাণুর গঠন দেখি। এটিতে 7টি প্রোটন (একসাথে নিউট্রন যা নিউক্লিয়াস তৈরি করে) এবং একই সংখ্যক ইলেকট্রন (যা ইলেকট্রন শেল তৈরি করে) রয়েছে। প্রথম এস-স্তরটি প্রথমে পূরণ করা হয়। এতে 2টি ইলেকট্রন রয়েছে। তারপর আসে দ্বিতীয় এস-লেভেল। এটিতে 2টি ইলেকট্রনও রয়েছে। এবং বাকি তিনটি পি-লেভেলে স্থাপন করা হয়, যেখানে তাদের প্রত্যেকে একটি করে কক্ষপথ দখল করে।
উপসংহার
আপনি দেখতে পাচ্ছেন, পরমাণুর গঠন তেমন কঠিন বিষয় নয় (যদি আপনি স্কুলের রসায়ন কোর্সের দৃষ্টিকোণ থেকে এটির সাথে যোগাযোগ করেন)। এবং এই বিষয়টি বোঝা কঠিন নয়। অবশেষে, আমি আপনাকে কিছু বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে অবহিত করতে চাই। উদাহরণস্বরূপ, অক্সিজেন পরমাণুর গঠন সম্পর্কে বলতে গেলে, আমরা জানি যে এতে আটটি প্রোটন এবং 8-10টি নিউট্রন রয়েছে। এবং যেহেতু প্রকৃতির সবকিছুই ভারসাম্য বজায় রাখে, তাই দুটি অক্সিজেন পরমাণু একটি অণু গঠন করে, যেখানে দুটি জোড়াবিহীন ইলেকট্রন একটি সমযোজী বন্ধন তৈরি করে। একইভাবে, আরেকটি স্থিতিশীল অক্সিজেন অণু গঠিত হয় - ওজোন (O3)। অক্সিজেন পরমাণুর গঠন জেনে, সঠিকভাবে জারণ প্রতিক্রিয়া তৈরি করা সম্ভবযা পৃথিবীর সবচেয়ে সাধারণ পদার্থ জড়িত৷
