(ক) আলালের ঘরের দুলাল √
(খ) জোহরা
(গ) মৃত্যুক্ষুধা
(ঘ) হাজার বছর ধরে

(ক) হাসান হাফিজুর রহমান
(খ) আল মাহমুদ √
(গ) হুমায়ুন আজাদ
(ঘ) শক্তি চট্টোপাধ্যায়

(ক) তিতুমীর
(খ) সৈয়দ আহমদ
(গ) দুদু মিয়া
(ঘ) হাজী শরিয়তউল্লাহ √

BCS Written Syllabus

দ্বিতীয় অধ্যায়-গুণগত রসায়ন

হুমায়রা সিদ্দিকা হুমাসা-Humaira Siddika Humasha

ড. আবু বকর সিদ্দিক-Dr. Abu Bakkar Siddiq

ড. সিদ্দিক পাবলিকেশন্স লেখক, গবেষক, শিক্ষক এবং শিক্ষার্থীদের জন্য-জ্ঞান ভান্ডার

কোয়ান্টাম সংখ্যা (Quantum Numbers)

কোয়ান্টাম বলবিদ্যা অনুসারে পরমাণুর ইলেকট্রনের কক্ষপথ বা শক্তিস্তরের আকার, আকৃতি, ত্রিমাত্রিক দিক বিন্যাস এবং ইলেকট্রন নিজ অক্ষের চতুর্দিক ঘড়ির কাঁটার দিকে না-কি বিপরীত দিকে আবর্তন করে এসব বিষয় নির্দেশক পরস্পর সম্পর্কযুক্ত চারটি রাশি রয়েছে। এ চারটি রাশিকে কোয়ান্টাম সংখ্যা(Quantum Numbers) বলা হয়। এ চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যা হলো-

(১) প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n (Principal Quantum number) : প্রধান শক্তিস্তরসমূহের প্রকাশ (1, 2, 3, 4…….)

(২) সহকারী বা অ্যাজিমুথাল কোয়ান্টাম সংখ্যা, l (Subsidiary or Azimuthal Quantum number) : প্রধান শক্তিস্তর সংশ্লিষ্ট উপশক্তি স্তরের প্রকাশ (0, 1, 2…………(n-1))

(৩) ম্যাগনেটিক কোয়ান্টাম সংখ্যা, m (Magnetic Quantum number) : পরমাণুর অরবিটালের ত্রিমাত্রিক বিন্যাস প্রকাশ (0 থেকে ±l)

(৪) স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s (Spin Quantum number): ইলেকট্রন ঘূর্ণনের স্পিনের দিক নির্দেশনা (±1/2)।

 

প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (Principal Quantum number) :

বোর পরমাণু মডেল অনুসারে নিউক্লিয়াসের চারদিকে যে বৃত্তাকার কক্ষপথ বিবেচনা করা হয়েছে তাকে অরবিট বলে। একে প্রকাশ করার জন্য প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা ব্যবহৃত হয়। একে ′n′  দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

n=1, 2, 3,……… ইত্যাদি। n=1, 2, 3, 4 হলে এদেরকে K, L, M, N শেল দ্বারা প্রকাশ করা হয়। n এর মান বৃদ্ধি পেলে কক্ষপথের আকার বৃদ্ধি পায় এবং শক্তিস্তরসমূহের শক্তিও বৃদ্ধি পায়। কোনো অরবিটের সর্বোচ্চ e- ধারণক্ষমতা হল 2n²।

কোনো ইলেকট্রনীয় শক্তিস্তর সর্বোচ্চ ইলেকট্রন নির্দেশক 2n² সূত্রটির কয়েকটি সীমাবদ্ধতা আছে। যেমন –

(ক) n-এর মান 4 এর বেশি হলে ইলেকট্রনের সর্বোচ্চ সংখ্যা 32 এর বেশি হয় না।

(খ) সর্ববহিস্থ ইলেকট্রনীয় শক্তিস্তরে ৮ টির বেশি ইলেকট্রন থাকে না।

(গ) সর্ববহিস্থ শক্তিস্তরের ঠিক আগের শক্তিস্তরে ১৮ টির বেশি ইলেকট্রন থাকে না।

(ঘ) ভিতরর শক্তিস্তরটি সম্পূর্ণ পূর্ণ না হয়েই যদি বাইরের শক্তিস্তরটিতে ইলেকট্রন পূর্ণ হয়, তবে সবচেয়ে বাইরের শক্তিস্তরটিতে দুটির বেশি ইলেকট্রন থাকে না।

Zn→1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰→1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²

 

সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (Subsidiary or Azimuthal Quantum number)

 :

যে কোয়ান্টাম সংখ্যার সাহায্যে কোনো পরমাণুতে কোনো একটি ইলেকট্রন প্রধান শক্তিস্তরের কোন উপশক্তিস্তরে রয়েছে তা প্রকাশ করা হয় তাকে সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (Subsidiary or Azimuthal Quantum number) বলে। বিজ্ঞানী সমারফিল্ড প্রমাণ করেন যে, কোনো প্রধান শক্তিস্তর নির্দিষ্ট সংখ্যক উপশক্তিস্তরের সমন্বয়ে গঠিত। প্রধান শক্তিস্তরসমূহের মধ্যে e− ধাপান্তরের জন্য বর্ণালীতে ১টি মাত্র রেখা দেখা গেলেও সূক্ষ্ম পর্যবেক্ষণে দেখা যায় এই রেখাটি অনেকগুলো সূক্ষ্ম রেখার সমন্বয়ে গঠিত। প্রকৃতপক্ষে উপশক্তিস্তরের মধ্যে e− ধাপান্তরের কারণে বর্ণালীর সূক্ষ্ম রেখা পাওয়া যায়। এই উপশক্তিস্তরগুলোকে সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (Subsidiary or Azimuthal Quantum number) দ্বারা প্রকাশ করা হয়। একে ” l ” দ্বারা নির্দেশ করা হয়।

প্রধান শক্তিস্তরের নাম্বার যত তার মধ্যে ততটি উপশক্তিস্তর থাকে।

l= 0,1, 2……(n-1) পর্যন্ত হতে পারে। যেমন :

n=1 হলে, l= 0 এক্ষেত্রে 1s

n=2 হলে, l=0, 1 এক্ষেত্রে 2s, 2p

n=3 হলে, l=0,1, 2 এক্ষেত্রে 3s, 3p, 3d

n= 4 হলে, l= 0,1, 2, 3 এক্ষেত্রে 4s, 4p, 4d, 4f

এর পরবর্তী উপশক্তিস্তুরগুলোকে g, h এভাবে ইংরেজি বর্ণমালার ক্রমানুসারে লেখা হয়।

s, p, d, f এই নামগুলো বর্ণালী রেখার প্রকৃতি থেকে নামকরণ করা হয়েছে।  Sharp, Principal. diffuse, fundamental. 

কোনো উপশক্তিস্তরে সর্বোচ্চ e− সংখ্যা হলো 2×(2l+1)। এই নিয়ম মতে s, p, d, f উপশক্তিস্তরে যথাক্রমে 2, 6, 10, 14 টি e− অবস্থান করতে পারে ।

 

সমস্যাঃ  2d উপশক্তিস্তর সম্ভব নয় কেন?

সমাধানঃ 2d এর ক্ষেত্রে n=2 এবং l=2 হয়

আমরা জানি, n=2 হলে, l=0,1 হয়।

অর্থাৎ, 2s, 2p উপশক্তিস্তর সম্ভব। এক্ষেত্রে যেহেতু l এর মান 2 হতে পারে না তাই 2d উপশক্তিস্তর সম্ভব নয়।

n=1 হলে, l= 0 এক্ষেত্রে 1s

n=2 হলে, l= 0, 1 এক্ষেত্রে 2s, 2p

 

চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা(Magnetic Quantum number) :

যে কোয়ান্টাম সংখ্যার (Quantum Numbers) সাহায্যে কোনো পরমাণুতে চুম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে অরবিটালের ত্রিমাত্রিক দিক বিন্যাস প্রকাশ করে তাকে চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা (Magnetic Quantum number) বলে। পরমাণুর কেন্দ্রে ধনাত্বক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস এবং কক্ষপথে ঋণাত্বক চার্জযুক্ত e− থাকার কারণে পরমাণুতে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং e− এর স্পিনের কারণে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয়।

তাই বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে e− এর বিভিন্ন উপশক্তিস্তরের ত্রিমাত্রিক দিক স্থিতি ঘটে। পরমাণুর উপশক্তিস্তরগুলোর এই ত্রিমাত্রিক দিক বিন্যাসকে অরবিটাল বলে। একে প্রকাশ করার জন্য চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা ব্যবহৃত হয়। ১৮৯৬ সালে বিজ্ঞানী জিম্যান প্রমাণ করেন যে, উত্তেজিত অবস্থায় কোনো একটি একটি পরমাণুকে চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করলে পরমাণুর সূক্ষ্ম বর্ণালী রেখাগুলো আবার বিজোড় সংখ্যক কতগুলো সূক্ষ্মতর রেখায় বিন্যস্ত হয়ে পড়ে। এই প্রভাবকে ‘জিম্যান প্রভাব‘ বলা হয়। উল্লেখ্য যে, একই উপশক্তিস্তরের যে সব অরবিটালের শক্তি অভিন্ন হয় তাদেরকে ডিজেনারেট বা সমশক্তির অরবিটাল বলে এবং যেসব অরবিটালের শক্তি ভিন্ন হয় তাদেরকে নন ডিজেনারেট অরবিটাল বলে।

প্রকৃতপক্ষে, কোনো পরমাণুকে বাহ্যিক চৌম্বকক্ষেত্রের প্রভাব রাখলে তখন পরমাণুর সমশক্তির অরবিটাল অসমশক্তির অরবিটালে পরিণত হয়। কারণ ঐ সব অরবিটালের কিছু অরবিটাল চৌম্বক ক্ষেত্রের সমান্তরালে এবং অবশিষ্টগুলো ভিন্ন অবস্থায় থাকে। ফলে e− গুলো উপ-উপশক্তিস্তর তথা এক অরবিটাল থেকে অন্য অরবিটালে ধাপান্তরিত হয়। এর ফলে বর্ণালী রেখাগুলো কতগুলো সূক্ষ্মতর রেখায় বিভক্ত হয়ে পড়ে। এ কোয়ান্টাম সংখ্যাকে m বা m1​ দ্বারা প্রকাশ করা হয়। ‘m’ এর মান +l  থেকে  0  সহ  −l পর্যন্ত হবে। কোনো উপশক্তিস্তরের (2l+1) সংখ্যক উপ উপশক্তিস্তর বা অরবিটাল থাকে। যেমন :

l= 0, m= 0, s

l=1, m=−1, 0, +1, P_x, P_y, P_z

l= 2, m=−2,−1,0,+1,+2, d_xy, d_yz, d_zx, d _x²₋y², d_z²

 

স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (Spin Quantum number)

 :

যে কোয়ান্টাম সংখ্যার সাহায্যে নিজ অক্ষের চারপাশে ইলেকট্রনের ঘূর্ণন প্রকাশ করা হয় তাকে ঘূর্ণন কোয়ান্টাম সংখ্যা (Spin Quantum number) বলে। ইলেকট্রন নিজ অক্ষের উপর আবর্তন করে নিউক্লিয়াসের চারদিকে পরিভ্রমণ করে। এই আবর্তন দুই ধরনের হতে পারে। ঘড়ির কাঁটার দিকে এবং ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে। এই কোয়ান্টাম সংখ্যা কে ‘s’ দ্বারা প্রকাশ করা হয় s=+1/2,−1/2​

হতে পারে। ঘড়ির কাঁটার দিকে হলে −1/2​ এবং বিপরীত দিকে হলে +1/2​ হয়।

যে কোনো অরবিটালে বিপরীত স্পিনযুক্ত দুটি ইলেকট্রন থাকতে পারে। কারণ এ ধরনের দুটি ইলেকট্রন দ্বারা সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রের অভিমুখ পরস্পর বিপরীত বলে তাদের মধ্যে এক প্রকার আকর্ষণ বল তৈরি হয়, অর্থাৎ ইলেকট্রনের বিকর্ষণ বলের প্রভাব হ্রাস পায়, তাই +1/2,−1/2 স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (Spin Quantum number) বিশিষ্ট দুটি ইলেকট্রন একই শক্তিস্তরে থেকে জোড় গঠন করত পারে।

 

দ্বিতীয় অধ্যায়-গুণগত রসায়ন

হুমায়রা সিদ্দিকা হুমাসা-Humaira Siddika Humasha

ড. আবু বকর সিদ্দিক-Dr. Abu Bakkar Siddiq

ড. সিদ্দিক পাবলিকেশন্স লেখক, গবেষক, শিক্ষক এবং শিক্ষার্থীদের জন্য-জ্ঞান ভান্ডার

 

রাদারফোর্ডের পরমাণুর মডেল

১| পরমানু অত্যন্ত ক্ষুদ্র গোলাকৃতি কণা বিশেষ । এটি দুটি অংশে বিভক্ত ।

(i) কেন্দ্র বা নিউক্লিয়াস

(ii). কেন্দ্র বহির্ভূত অংশ

২| পরমাণুর কেন্দ্রেস্থলে অত্যন্ত ক্ষুদ্র পরিসরে ধনাত্মক চর্জ যুক্ত ভারী কণা বিদ্যমান। একে পরমাণুর কেন্দ্র বা নিউক্লিয়াস বলে ।

৩| নিউক্লিয়ার আকার সমগ্র পরমাণুর তুলনায় খুবই ক্ষুদ্র যেখানে পরমাণুর 10 cm ব্যাস নিউক্লিয়াস ব্যাস 10 cm

৪| নিউক্লিয়াসে পরমাণুর সমস্ত ধনাত্মক চার্জ ও ভর পুঞ্জিভূত থাকে। তাই মোটামোটি ভাবে নিউক্লিয়াসে ভরই পারমানবিক ভর ।

৫| সাধারন অবস্থায় পরমাণু বিদ্যুৎ নিরেপেক্ষ । কারণ নিউক্লিয়াসে ধনাত্মাক চার্জ যুক্ত প্রোটন সংখ্যা উহার চতুর্দিকে ঘূর্ণয়মান ঋনাত্মক চার্জ যুক্ত ইলেকট্রন সংখ্যা পরষ্পর সমান

৬| সৌরজগতে সূর্যের চারদিকে ঘূর্ণয়মান গ্রহসমূহের মতো পরমাণু নিউক্লিয়াসের চারদিকে কতগুলো ঋণাত্মক কাণিকা সর্বদা ঘূণীয়মান। এগুলোকে ইলেকট্রন বলে ।

৭| সৌরজগতে ন্যায় অথাৎ সূর্যকে কেন্দ্র করে যেভাবে গ্রহগুলো ঘুরে তেমনি ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র সর্বদা ঘূর্ণয়মান। এ ঘূর্ণনের ফলে কেন্দ্রমূখী বল এবং কেন্দ্রবিমূখী বল পরষ্পর সমান থাকে বলে ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসে পতিত হয় না।

 

রাদারফোর্ডের পরমাণুর মডেলের সিদ্ধান্তসমুহ

১। আলফা কণার ভর ইলেকট্রনের ভরের চেয়ে প্রায় 7,000 গুণ বেশী। সেজন্য পরমাণুর ভিতর দিয়ে আলফা কণা অতিক্রমের সময় ইলেকট্রনের সাথে ধাক্কা লেগে বড় কোণে বেঁকে যেতে পারে না এবং ইলেকট্রন এদের গতিপথে কোনো বাধা সৃষ্টি করে না।

২। যেহেতু অধিকাংশ আলফা কণা স্বর্ণপাত ভেদ করে ZnS এর আবরণযুক্ত পর্দাকে প্রজ্জ্বলিত করেছে তাই বলা যায়, পরমাণুর অধিকাংশ স্থান ফাঁকা এবং ঐ ফাঁকা স্থানে ইলেকট্রন অবস্থান করে।

৩। সাধারণ সমচার্জ এবং প্রায় সমভরের দুটি কণা সংঘর্ষে লিপ্ত হলে এরা 180° কোণে ফিরে আসে। এক্ষেত্রেও আলফা কণা ফিরে আসার কারণ হিসেবে বলা যায় পরমাণুর কেন্দ্র ধনাত্মক চার্জযুক্ত এবং পরমাণুর সমস্ত ভর এতে কেন্দ্রীভূত। এই কেন্দ্রকে নিউক্লিয়াস বলে।

৪। প্রায় ২০,০০০ আলফা কণার মধ্যে প্রায় একটি আলফা কণা ফিরে আসার ঘটনায় প্রমাণিত হয় যে, পরমাণুর নিউক্লিয়াস বা কেন্দ্র পরমাণুর আয়তনের তুলনায় অতি ক্ষুদ্র।

৫। নিউক্লিয়াসের ব্যাস 10^-13cm বা 10^-15m এবং পরমাণুর ব্যাস 10^-8 cm বা 10^-10 m। অর্থাৎ নিউক্লিয়াসের ব্যাসের চেয়ে পরমাণুর ব্যাস প্রায় দশ হাজার গুণ বড়।

৬। নিউক্লিয়াস ধনাত্মক চার্জযুক্ত বিধায় খুব অল্প সংখ্যক α-কণা এর কাছে এসে বিকর্ষিত হয়ে বড় কোণে বেঁকে যায়।)

 

 

রাদারফোর্ডের পরমাণুর মডেলের সীমাবদ্ধতা

 

১। সৌরমন্ডলের গ্রহগুলো সামগ্রিকভাবে তড়িৎ নিরপেক্ষ, অথচ ইলেকট্রন ঋণাত্মক চার্জ যুক্ত ।

২। ম্যাক্সওয়েলের তত্ত্ব মতে কোন চার্জযুক্ত কণা অপর কোন চার্জযুক্ত কণাকে কেন্দ্র করে বৃত্তকার পথে ঘুরলে তা অনবরতভাবে শক্তি বিকিরন করবে এবং শক্তি হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে তার আবর্তনশীল বৃত্তাকার পথটি ধীরে ধীরে সংকুচিত হতে থাকবে। ফলে ঋনাত্মক চার্জ যুক্ত ইলেকট্রনসমূহ ক্রমশ শক্তি হারাতে হারাতে নিউক্লিয়াসে গমন করবে।এ অবস্থায় পরমাণুর অস্তিস্ব ধ্বংস হবে। অথচ পরমাণু হতে অনবরত শক্তি বিকিরণ বা ইলেকট্রনেসমূহের নিউক্লিয়াসে পতন কোনটি ঘটবে না ।

৩। ঘূর্ণনরত ইলেকট্রনের কক্ষপথের আকার ও আকৃতি সম্বন্ধে কোন কোন ধারনা রাদারফোর্ডেও মডেল থেকে পাওয়া যায় না ।

৪। ঘূর্ণনরত ইলেকট্রনের কক্ষপথের আকার ও আকৃতি সম্বন্ধে কোন কোন ধারনা রাদারফোর্ডেও মডেল থেকে পাওয়া যায় না ৷

৫। একাধিক ইলেকট্রন বিশিষ্ট পরমাণুর গঠন এ মডেল ব্যাখ্যা করতে পারে না।

৬। হাইড্রোজেনের বর্ণালীর কোন ব্যাখ্যা এ মডেল থেকে পাওয়া যায় না ৷