পরমাণু ও অণু
প্রাচীন ভারতীয় ও গ্রিক দার্শনিকরা সর্বদাই পদার্থের অজানা ও অদৃশ্য রূপ সম্পর্কে চিন্তা করেছেন। পদার্থের বিভাজ্যতার ধারণা ভারতবর্ষে বহু আগে, প্রায় $500 BC$ সালে বিবেচনা করা হয়েছিল। একজন ভারতীয় দার্শনিক মহর্ষি কণাদ অনুমান করেছিলেন যে যদি আমরা পদার্থ (পদার্থ)কে বিভাজিত করতে থাকি, তবে আমরা ক্ষুদ্রতর ও ক্ষুদ্রতর কণা পাব। শেষ পর্যন্ত, এমন একটি পর্যায় আসবে যখন আমরা সবচেয়ে ক্ষুদ্র কণার সম্মুখীন হব যার পর আর বিভাজন সম্ভব হবে না। তিনি এই কণাগুলির নাম দিয়েছিলেন পরমাণু। আরেক ভারতীয় দার্শনিক, পাকুধা কাত্যায়ন, এই মতবাদটি বিশদভাবে বর্ণনা করে বলেছিলেন যে এই কণাগুলি সাধারণত সংযুক্ত অবস্থায় থাকে যা আমাদের বিভিন্ন রূপের পদার্থ দেয়।
প্রায় একই সময়ে, প্রাচীন গ্রিক দার্শনিক - ডেমোক্রিটাস এবং লিউসিপাস পরামর্শ দিয়েছিলেন যে যদি আমরা পদার্থকে বিভাজিত করতে থাকি, তবে একটি পর্যায় আসবে যখন প্রাপ্ত কণাগুলিকে আর বিভাজিত করা যাবে না। ডেমোক্রিটাস এই অবিভাজ্য কণাগুলিকে পরমাণু (অর্থাৎ অবিভাজ্য) নাম দিয়েছিলেন। এই সবই ছিল দার্শনিক বিবেচনার উপর ভিত্তি করে এবং অষ্টাদশ শতাব্দী পর্যন্ত এই ধারণাগুলি যাচাই করার জন্য অনেক পরীক্ষামূলক কাজ করা সম্ভব হয়নি।
অষ্টাদশ শতাব্দীর শেষের দিকে, বিজ্ঞানীরা মৌল ও যৌগের মধ্যে পার্থক্য চিহ্নিত করেন এবং স্বাভাবিকভাবেই আগ্রহী হয়ে ওঠেন যে কীভাবে এবং কেন মৌলগুলি সংযুক্ত হয় এবং যখন তারা সংযুক্ত হয় তখন কী ঘটে তা জানতে।
অ্যান্টোইন এল. ল্যাভয়সিয়ে রাসায়নিক সংযোগের দুটি গুরুত্বপূর্ণ সূত্র প্রতিষ্ঠা করে রাসায়নিক বিজ্ঞানের ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন।
৩.১ রাসায়নিক সংযোগের সূত্র
ল্যাভয়সিয়ে এবং জোসেফ এল. প্রাউস্টের অনেক পরীক্ষার পর নিম্নলিখিত দুটি সংযোগের সূত্র প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল।
৩.১.১ ভর সংরক্ষণ সূত্র
কোনো রাসায়নিক পরিবর্তন (রাসায়নিক বিক্রিয়া) ঘটলে ভরের কোনো পরিবর্তন হয় কি?
কার্যকলাপ ৩.১
-
নিম্নলিখিত সেটগুলির যেকোনো একটি, $X$ এবং $Y$ রাসায়নিক পদার্থ নিন-
$\text{X}$ $\text{Y}$ (i) কপার সালফেট সোডিয়াম কার্বনেট (ii) বেরিয়াম ক্লোরাইড সোডিয়াম সালফেট (iii) লেড নাইট্রেট সোডিয়াম ক্লোরাইড -
$X$ এবং $Y$ এর অধীনে তালিকাভুক্ত যেকোনো একজোড়া পদার্থের পৃথকভাবে ৫% দ্রবণ জলে $10 mL$ এ প্রস্তুত করুন।
-
একটি শঙ্কুযুক্ত ফ্লাস্কে $Y$ এর দ্রবণের অল্প পরিমাণ এবং একটি ইগনিশন টিউবে $X$ এর কিছু দ্রবণ নিন।
-
ইগনিশন টিউবটি ফ্লাস্কে সাবধানে ঝুলিয়ে দিন; নিশ্চিত করুন যে দ্রবণগুলি মিশ্রিত না হয়। ফ্লাস্কের মুখে একটি কর্ক লাগান (চিত্র ৩.১ দেখুন)।
চিত্র ৩.১: $X$ এর দ্রবণ ধারণকারী ইগনিশন টিউব, $Y$ এর দ্রবণ ধারণকারী একটি শঙ্কুযুক্ত ফ্লাস্কে ডোবানো
-
ফ্লাস্ক এবং এর বিষয়বস্তু সাবধানে ওজন করুন।
-
এখন ফ্লাস্কটি কাত করুন এবং ঘুরান, যাতে $X$ এবং $Y$ দ্রবণগুলি মিশ্রিত হয়।
-
আবার ওজন করুন।
-
বিক্রিয়া ফ্লাস্কে কী ঘটে?
-
আপনার কি মনে হয় একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটেছে?
-
কেন আমাদের ফ্লাস্কের মুখে কর্ক লাগানো উচিত?
-
ফ্লাস্ক এবং এর বিষয়বস্তুর ভর কি পরিবর্তিত হয়?
ভর সংরক্ষণ সূত্র বলে যে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় ভর সৃষ্টি বা ধ্বংস করা যায় না।
৩.১.২ স্থির অনুপাত সূত্র
ল্যাভয়সিয়ে, অন্যান্য বিজ্ঞানীদের সাথে, লক্ষ্য করেছিলেন যে অনেক যৌগ দুই বা ততোধিক মৌল দ্বারা গঠিত এবং প্রতিটি যৌগে একই মৌলগুলি একই অনুপাতে থাকে, যেখানেই যৌগটি পাওয়া যাক বা কেইবা প্রস্তুত করুক।
পানির মতো একটি যৌগে, হাইড্রোজেনের ভর থেকে অক্সিজেনের ভরের অনুপাত সর্বদা $1: 8$, জলের উৎস যাই হোক না কেন। সুতরাং, যদি $9 g$ জল বিশ্লিষ্ট করা হয়, সর্বদা $1 g$ হাইড্রোজেন এবং $8 g$ অক্সিজেন পাওয়া যায়। একইভাবে অ্যামোনিয়ায়, নাইট্রোজেন এবং হাইড্রোজেন সর্বদা ভর অনুপাতে $14: 3$ অনুপাতে উপস্থিত থাকে, যেভাবেই বা যেখান থেকেই এটি পাওয়া যাক।
এটি স্থির অনুপাত সূত্রের দিকে নিয়ে যায় যা নির্দিষ্ট অনুপাত সূত্র নামেও পরিচিত। প্রাউস্ট এই সূত্রটি এইভাবে বলেছিলেন: “একটি রাসায়নিক পদার্থে মৌলগুলি সর্বদা ভর দ্বারা নির্দিষ্ট অনুপাতে উপস্থিত থাকে”।
বিজ্ঞানীদের সামনে পরবর্তী সমস্যা ছিল এই সূত্রগুলির যথাযথ ব্যাখ্যা দেওয়া। ব্রিটিশ রসায়নবিদ জন ডাল্টন পদার্থের প্রকৃতি সম্পর্কে মৌলিক তত্ত্ব দিয়েছিলেন। ডাল্টন পদার্থের বিভাজ্যতার ধারণাটি গ্রহণ করেছিলেন, যা তখন পর্যন্ত কেবল একটি দর্শন ছিল। তিনি গ্রিকদের দেওয়া ‘পরমাণু’ নামটি গ্রহণ করে বলেছিলেন যে পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা হল পরমাণু। তাঁর তত্ত্ব রাসায়নিক সংযোগের সূত্রের উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়েছিল। ডাল্টনের পরমাণু তত্ত্ব ভর সংরক্ষণ সূত্র এবং নির্দিষ্ট অনুপাত সূত্রের ব্যাখ্যা দিয়েছিল।
জন ডাল্টন ১৭৬৬ সালে ইংল্যান্ডে একজন দরিদ্র তাঁতির পরিবারে জন্মগ্রহণ করেন। তিনি বারো বছর বয়সে শিক্ষক হিসেবে তার কর্মজীবন শুরু করেন। সাত বছর পরে তিনি একটি স্কুলের প্রধান শিক্ষক হন। ১৭৯৩ সালে, ডাল্টন গণিত, পদার্থবিদ্যা এবং রসায়ন পড়ানোর জন্য ম্যানচেস্টারে চলে যান
জন ডাল্টন একটি কলেজে। তিনি তার জীবনের বেশিরভাগ সময় সেখানে শিক্ষাদান এবং গবেষণায় কাটিয়েছেন। ১৮০৮ সালে, তিনি তার পরমাণু তত্ত্ব উপস্থাপন করেন যা পদার্থ অধ্যয়নের একটি মোড় পরিবর্তনকারী ঘটনা ছিল।
ডাল্টনের পরমাণু তত্ত্ব অনুসারে, সমস্ত পদার্থ, তা একটি মৌল, একটি যৌগ বা মিশ্রণই হোক না কেন, পরমাণু নামক ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত। এই তত্ত্বের স্বীকার্যগুলি নিম্নরূপ বলা যেতে পারে:
(i) সমস্ত পদার্থ পরমাণু নামক অত্যন্ত ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত, যা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে।
(ii) পরমাণু হল অবিভাজ্য কণা, যা একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় সৃষ্টি বা ধ্বংস করা যায় না।
(iii) একটি নির্দিষ্ট মৌলের পরমাণু ভর এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যে অভিন্ন।
(iv) বিভিন্ন মৌলের পরমাণুর ভর এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য ভিন্ন।
(v) পরমাণুগুলি যৌগ গঠনের জন্য ক্ষুদ্র পূর্ণসংখ্যার অনুপাতে সংযুক্ত হয়।
(vi) একটি নির্দিষ্ট যৌগে পরমাণুর আপেক্ষিক সংখ্যা এবং প্রকার স্থির থাকে।
আপনি পরের অধ্যায়ে পড়বেন যে সমস্ত পরমাণু আরও ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত।
৩.২ পরমাণু কী?
আপনি কি কখনও একজন রাজমিস্ত্রিকে দেয়াল তৈরি করতে, এই দেয়াল থেকে একটি ঘর এবং তারপর একটি ভবন গঠনের জন্য ঘরের সংগ্রহ করতে দেখেছেন? বিশাল ভবনের গঠন উপাদান কী? পিপড়ার ঢিবির গঠন উপাদান কী? এটি বালির একটি ছোট দানা। একইভাবে, সমস্ত পদার্থের গঠন উপাদান হল পরমাণু।
পরমাণু কত বড়?
পরমাণুগুলি খুবই ছোট, তারা আমাদের কল্পনা করা বা যার সাথে তুলনা করা যায় তার চেয়েও ছোট। লক্ষাধিক পরমাণু স্তূপীকৃত হলে এই কাগজের পাতাটির পুরুত্বের মতো একটি স্তর তৈরি করবে।
পরমাণুর ব্যাসার্ধ ন্যানোমিটারে পরিমাপ করা হয়।
$$ \begin{aligned} 1 / 10^{9} m & =1 nm \\ 1 m & =10^{9} nm \end{aligned} $$
আপেক্ষিক আকার
| ব্যাসার্ধ (মি তে) | উদাহরণ |
|---|---|
| $10^{-10}$ | হাইড্রোজেন পরমাণু |
| $10^{-9}$ | জলের অণু |
| $10^{-8}$ | হিমোগ্লোবিন অণু |
| $10^{-4}$ | বালির দানা |
| $10^{-3}$ | পিপড়া |
| $10^{-1}$ | আপেল |
আমরা ভাবতে পারি যে যদি পরমাণু আকারে এত নগণ্য হয়, তবে আমরা কেন তাদের সম্পর্কে চিন্তা করব? কারণ আমাদের সমগ্র বিশ্ব পরমাণু দ্বারা গঠিত। আমরা হয়তো তাদের দেখতে পাই না, কিন্তু তারা সেখানে আছে, এবং আমরা যা করি তা ক্রমাগত প্রভাবিত করছে। আধুনিক কৌশলের মাধ্যমে, আমরা এখন পরমাণু দেখানো মৌলগুলির পৃষ্ঠের বিবর্ধিত চিত্র তৈরি করতে পারি।
চিত্র ৩.২: সিলিকনের পৃষ্ঠের একটি চিত্র
৩.২.১ বিভিন্ন মৌলের পরমাণুর আধুনিক প্রতীক কী?
ডাল্টন ছিলেন প্রথম বিজ্ঞানী যিনি একটি খুব নির্দিষ্ট অর্থে মৌলের প্রতীক ব্যবহার করেছিলেন। যখন তিনি একটি মৌলের জন্য একটি প্রতীক ব্যবহার করতেন তখন তিনি সেই মৌলের একটি নির্দিষ্ট পরিমাণও বোঝাতেন, অর্থাৎ, সেই মৌলের একটি পরমাণু। বার্জিলিয়াস পরামর্শ দিয়েছিলেন যে মৌলের প্রতীকগুলি মৌলের নামের এক বা দুটি অক্ষর থেকে তৈরি করা হোক।
চিত্র ৩.৩: ডাল্টন প্রস্তাবিত কিছু মৌলের প্রতীক
শুরুতে, মৌলগুলির নাম প্রথমবার যেখানে পাওয়া গিয়েছিল সেই স্থানের নাম থেকে নেওয়া হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, তামার নাম সাইপ্রাস থেকে নেওয়া হয়েছিল। কিছু নাম নির্দিষ্ট রঙ থেকে নেওয়া হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, সোনার নাম ইংরেজি শব্দ থেকে নেওয়া হয়েছিল যার অর্থ হলুদ। বর্তমানে, আইইউপিএসি (ইন্টারন্যাশনাল ইউনিয়ন অফ পিওর অ্যান্ড অ্যাপ্লাইড কেমিস্ট্রি) একটি আন্তর্জাতিক বৈজ্ঞানিক সংস্থা যা মৌলের নাম, প্রতীক এবং একক অনুমোদন করে। অনেক প্রতীক ইংরেজিতে মৌলের নামের প্রথম এক বা দুটি অক্ষর। একটি প্রতীকের প্রথম অক্ষর সর্বদা বড় অক্ষর (আপারকেস) এবং দ্বিতীয় অক্ষরটি ছোট অক্ষর (লোয়ারকেস) হিসাবে লেখা হয়।
উদাহরণস্বরূপ
(i) হাইড্রোজেন, $H$
(ii) অ্যালুমিনিয়াম, $Al$ এবং $AL$ নয়
(iii) কোবাল্ট, Co এবং CO নয়।
কিছু মৌলের প্রতীক নামের প্রথম অক্ষর এবং নামের পরে উপস্থিত একটি অক্ষর থেকে গঠিত হয়। উদাহরণ হল: (i) ক্লোরিন, $Cl$, (ii) দস্তা, $Zn$ ইত্যাদি।
অন্যান্য প্রতীক ল্যাটিন, জার্মান বা গ্রিক ভাষায় মৌলের নাম থেকে নেওয়া হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, লোহার প্রতীক $Fe$ এর ল্যাটিন নাম ফেরাম থেকে, সোডিয়াম $Na$ ন্যাট্রিয়াম থেকে, পটাসিয়াম $K$ ক্যালিয়াম থেকে। অতএব, প্রতিটি মৌলের একটি নাম এবং একটি অনন্য রাসায়নিক প্রতীক রয়েছে। (উপরের সারণীটি আপনাকে দেখার জন্য দেওয়া হয়েছে যখনই আপনি মৌল সম্পর্কে পড়বেন। একবারেই সব মুখস্থ করার চেষ্টা করবেন না। সময়ের সাথে সাথে এবং বারবার ব্যবহারের মাধ্যমে আপনি স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রতীকগুলি পুনরুত্পাদন করতে সক্ষম হবেন।)
৩.২.২ পারমাণবিক ভর
ডাল্টনের পরমাণু তত্ত্ব দ্বারা প্রস্তাবিত সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য ধারণা ছিল পারমাণবিক ভরের। তাঁর মতে, প্রতিটি মৌলের একটি বৈশিষ্ট্যগত পারমাণবিক ভর ছিল। তত্ত্বটি স্থির অনুপাত সূত্রকে এত ভালভাবে ব্যাখ্যা করতে পেরেছিল যে বিজ্ঞানীরা একটি পরমাণুর পারমাণবিক ভর পরিমাপ করতে উৎসাহিত হয়েছিলেন। যেহেতু একটি পৃথক পরমাণুর ভর নির্ধারণ করা একটি অপেক্ষাকৃত কঠিন কাজ ছিল, তাই রাসায়নিক সংযোগের সূত্র এবং গঠিত যৌগগুলি ব্যবহার করে আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর নির্ধারণ করা হয়েছিল।
আসুন একটি যৌগের উদাহরণ নিই, কার্বন মনোক্সাইড (CO) কার্বন এবং অক্সিজেন দ্বারা গঠিত। পরীক্ষামূলকভাবে দেখা গেছে যে ৩ $g$ কার্বন $4 g$ অক্সিজেনের সাথে সংযুক্ত হয়ে $CO$ গঠন করে। অন্য কথায়, কার্বন অক্সিজেনের $4 / 3$ গুণ ভরের সাথে সংযুক্ত হয়। ধরুন আমরা পারমাণবিক ভর একক (পূর্বে সংক্ষিপ্ত রূপ ‘amu’, কিন্তু আইইউপিএসি-এর সর্বশেষ সুপারিশ অনুসারে, এখন ‘$u$’ - একীভূত ভর হিসাবে লেখা হয়) একটি কার্বন পরমাণুর ভরের সমান হিসাবে সংজ্ঞায়িত করি, তাহলে আমরা
সারণী ৩.১: কিছু মৌলের প্রতীক
| মৌল | প্রতীক | মৌল | প্রতীক | মৌল | প্রতীক |
|---|---|---|---|---|---|
| অ্যালুমিনিয়াম | $Al$ | তামা | $Cu$ | নাইট্রোজেন | $N$ |
| আর্গন | $Ar$ | ফ্লোরিন | $F$ | অক্সিজেন | $O$ |
| বেরিয়াম | $Ba$ | সোনা | $Au$ | পটাসিয়াম | $K$ |
| বোরন | $B$ | হাইড্রোজেন | $H$ | সিলিকন | $Si$ |
| ব্রোমিন | $Br$ | আয়োডিন | $I$ | রূপা | $Ag$ |
| ক্যালসিয়াম | $Ca$ | লোহা | $Fe$ | সোডিয়াম | $Na$ |
| কার্বন | $C$ | সীসা | $Pb$ | সালফার | $S$ |
| ক্লোরিন | $Cl$ | ম্যাগনেসিয়াম | $Mg$ | ইউরেনিয়াম | $U$ |
| কোবাল্ট | $Co$ | নিয়ন | $Ne$ | দস্তা | $Zn$ |
কার্বনকে $1.0 u$ এবং অক্সিজেনকে $1.33 u$ পারমাণবিক ভর নির্ধারণ করতাম। যাইহোক, এই সংখ্যাগুলিকে পূর্ণসংখ্যা বা যতটা সম্ভব পূর্ণসংখ্যার কাছাকাছি রাখা আরও সুবিধাজনক। বিভিন্ন পারমাণবিক ভর একক অনুসন্ধান করার সময়, বিজ্ঞানীরা প্রাথমিকভাবে প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত অক্সিজেনের একটি পরমাণুর ভরের ১/১৬ অংশকে একক হিসাবে গ্রহণ করেছিলেন। দুটি কারণে এটি প্রাসঙ্গিক বলে বিবেচিত হয়েছিল:
-
অক্সিজেন প্রচুর সংখ্যক মৌলের সাথে বিক্রিয়া করে এবং যৌগ গঠন করে।
-
এই পারমাণবিক ভর একক বেশিরভাগ মৌলের ভরকে পূর্ণসংখ্যা হিসাবে দেয়।
যাইহোক, ১৯৬১ সালে একটি সর্বজনস্বীকৃত পারমাণবিক ভর এককের জন্য, কার্বন-১২ আইসোটোপকে পারমাণবিক ভর পরিমাপের জন্য প্রমাণ রেফারেন্স হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছিল। একটি পারমাণবিক ভর একক হল একটি ভর একক যা কার্বন-১২ এর একটি পরমাণুর ভরের ঠিক এক-বারোভাগ $(1 / 12^{th})$ এর সমান। সমস্ত মৌলের আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর একটি কার্বন-১২ পরমাণুর সাপেক্ষে পাওয়া গেছে।
কল্পনা করুন একজন ফল বিক্রেতা তার কাছে কোনো প্রমাণ ওজন ছাড়াই ফল বিক্রি করছে। তিনি একটি তরমুজ নিয়ে বলেন, “এর ভর ১২ এককের সমান” (১২ তরমুজ একক বা ১২ ফল ভর একক)। তিনি তরমুজের বারোটি সমান টুকরো করেন এবং তিনি যে ফল বিক্রি করছেন তার প্রতিটির ভর তরমুজের একটি টুকরোর ভরের সাপেক্ষে খুঁজে পান। এখন তিনি আপেক্ষিক ফল ভর একক (fmu) দ্বারা তার ফল বিক্রি করেন, যেমন চিত্র ৩.৪-এ।
চিত্র ৩.৪ : (ক) তরমুজ, (খ) ১২ টুকরো, (গ) $1 / 12$ তরমুজের, (ঘ) কিভাবে ফল বিক্রেতা তরমুজের টুকরো ব্যবহার করে ফল ওজন করতে পারেন
একইভাবে, একটি মৌলের পরমাণুর আপেক্ষিক পারমাণবিক ভরকে পরমাণুর গড় ভর হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, $1 / 12^{\text{th }}$ একটি কার্বন-১২ পরমাণুর ভরের সাথে তুলনা করে।
সারণী ৩.২: কিছু মৌলের পারমাণবিক ভর
| মৌল | পারমাণবিক ভর (u) |
|---|---|
| হাইড্রোজেন | ১ |
| কার্বন | ১২ |
| নাইট্রোজেন | ১৪ |
| অক্সিজেন | ১৬ |
| সোডিয়াম | ২৩ |
| ম্যাগনেসিয়াম | ২৪ |
| সালফার | ৩২ |
| ক্লোরিন | ৩৫.৫ |
| ক্যালসিয়াম | ৪০ |
৩.২.৩ পরমাণু কীভাবে বিদ্যমান থাকে?
বেশিরভাগ মৌলের পরমাণু স্বাধীনভাবে থাকতে সক্ষম নয়। পরমাণু অণু এবং আয়ন গঠন করে। এই অণু বা আয়নগুলি বৃহৎ সংখ্যায় একত্রিত হয়ে সেই পদার্থ গঠন করে যা আমরা দেখতে, অনুভব করতে বা স্পর্শ করতে পারি।
৩.৩ অণু কী?
একটি অণু সাধারণত দুই বা ততোধিক পরমাণুর একটি দল যা রাসায়নিকভাবে একসাথে আবদ্ধ, অর্থাৎ, আকর্ষণীয় শক্তি দ্বারা দৃঢ়ভাবে ধরে রাখা। একটি অণুকে একটি মৌল বা একটি যৌগের ক্ষুদ্রতম কণা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে যা একটি স্বাধীন অস্তিত্বের সক্ষম এবং সেই পদার্থের সমস্ত বৈশিষ্ট্য দেখায়। একই মৌল বা বিভিন্ন মৌলের পরমাণু একত্রিত হয়ে অণু গঠন করতে পারে।
৩.৩.১ মৌলের অণু
একটি মৌলের অণু একই ধরনের পরমাণু দ্বারা গঠিত। অনেক মৌলের অণু, যেমন আর্গন (Ar), হিলিয়াম (He) ইত্যাদি শুধুমাত্র সেই মৌলের একটি পরমাণু দ্বারা গঠিত। কিন্তু বেশিরভাগ অধাতুর ক্ষেত্রে এমন নয়। উদাহরণস্বরূপ, অক্সিজেনের একটি অণু দুটি অক্সিজেন পরমাণু নিয়ে গঠিত এবং তাই এটি একটি দ্বিপরমাণুক অণু হিসাবে পরিচিত, $O_2$। যদি অক্সিজেনের ৩টি পরমাণু সাধারণ ২টির পরিবর্তে একটি অণুতে একত্রিত হয়, আমরা ওজোন পাই, $O_3$। একটি অণু গঠনকারী পরমাণুর সংখ্যাকে তার পরমাণুবৃত্তি বলে।
ধাতু এবং কিছু অন্যান্য মৌল, যেমন কার্বন, একটি সরল গঠন থাকে না কিন্তু একসাথে আবদ্ধ অত্যন্ত বৃহৎ এবং অনির্দিষ্ট সংখ্যক পরমাণু নিয়ে গঠিত।
আসুন কিছু অধাতুর পরমাণুবৃত্তি দেখি।
সারণী ৩.৩ : কিছু মৌলের পরমাণুবৃত্তি
| মৌলের প্রকার | নাম | পরমাণুবৃত্তি |
|---|---|---|
| অধাতু | আর্গন | একপরমাণুক |
| হিলিয়াম | একপরমাণুক | |
| অক্সিজেন | দ্বিপরমাণুক | |
| হাইড্রোজেন | দ্বিপরমাণুক | |
| নাইট্রোজেন | দ্বিপরমাণুক | |
| ক্লোরিন | দ্বিপরমাণুক | |
| ফসফরাস | চতুঃপরমাণুক | |
| সালফার | বহুপরমাণুক |
৩.৩.২ যৌগের অণু
বিভিন্ন মৌলের পরমাণু নির্দিষ্ট অনুপাতে একত্রিত হয়ে যৌগের অণু গঠন করে। কিছু উদাহরণ সারণী ৩.৪-এ দেওয়া হয়েছে।
সারণী ৩.৪ : কিছু যৌগের অণু
| যৌগ | সংযুক্ত মৌল | ভর অনুপাত |
|---|---|---|
| জল $(H_2 O)$ | হাইড্রোজেন, অক্সিজেন | $1: 8$ |
| অ্যামোনিয়া $(NH_3)$ | নাইট্রোজেন, হাইড্রোজেন | $14: 3$ |
| কার্বন ডাই অক্সাইড $(CO_2)$ | কার্বন, অক্সিজেন | $3: 8$ |
কার্যকলাপ ৩.২
-
অণুতে উপস্থিত পরমাণুর ভর অনুপাতের জন্য সারণী ৩.৪ এবং মৌলের পারমাণবিক ভরের জন্য সারণী ৩.২ দেখুন। সারণী ৩.৪-এ দেওয়া যৌগগুলির অণুতে মৌলগুলির পরমাণুর সংখ্যা অনুপাত নির্ণয় করুন।
-
একটি জল অণুর জন্য পরমাণুর সংখ্যা অনুপাত নিম্নরূপ পাওয়া যেতে পারে:
| মৌল | ভর অনুপাত | পারমাণবিক ভর (u) | ভর অনুপাত/ পারমাণবিক ভর | সরলতম অনুপাত |
|---|---|---|---|---|
| H | ১ | ১ | $\frac{1}{1}=1$ | ২ |
| O | ৮ | ১৬ | $\frac{8}{16}=\frac{1}{2}$ | ১ |
সুতরাং, জলের জন্য পরমাণুর সংখ্যা অনুপাত হল
$\mathrm{H}: \mathrm{O}=2: 1$
৩.৩.৩ আয়ন কী?
ধাতু এবং অধাতু দ্বারা গঠিত যৌগগুলিতে আধানযুক্ত প্রজাতি থাকে। আধানযুক্ত প্রজাতিগুলিকে আয়ন বলে। আয়ন একটি একক আধানযুক্ত পরমাণু বা পরমাণুর একটি দল নিয়ে গঠিত হতে পারে যাদের উপর একটি নেট আধান থাকে। একটি আয়ন ঋণাত্মক বা ধনাত্মক আধানযুক্ত হতে পারে। একটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত আয়নকে ‘অ্যানায়ন’ এবং ধনাত্মক আধানযুক্ত আয়নকে ‘ক্যাটায়ন’ বলে। উদাহরণস্বরূপ, সোডিয়াম ক্লোরাইড $(NaCl)$ নিন। এর গঠনকারী কণাগুলি হল ধনাত্মক আধানযুক্ত সোডিয়াম আয়ন $(Na^{+})$ এবং ঋণাত্মক আধানযুক্ত ক্লোরাইড আয়ন $(Cl^{-})$। আধান বহনকারী পরমাণুর একটি দলকে বহুপরমাণুক আয়ন বলে (সারণী ৩.৬)। আমরা অধ্যায় ৪-এ আয়ন গঠন সম্পর্কে আরও শিখব।
সারণী ৩.৫: কিছু আয়নিক যৌগ
| আয়নিক যৌগ | গঠনকারী মৌল | ভর অনুপাত |
|---|---|---|
| ক্যালসিয়াম অক্সাইড | ক্যালসিয়াম এবং অক্সিজেন | ৫:২ |
| ম্যাগনেসিয়াম সালফাইড | ম্যাগনেসিয়াম এবং সালফার | ৩:৪ |
| সোডিয়াম ক্লোরাইড | সোডিয়াম এবং ক্লোরিন | ২৩:৩৫.৫ |
৩.৪ রাসায়নিক সংকেত লেখা
একটি যৌগের রাসায়নিক সংকেত হল এর গঠনের একটি প্রতীকী উপস্থাপনা। বিভিন্ন যৌগের রাসায়নিক সংকেত সহজেই লেখা যায়। এই অনুশীলনের জন্য, আমাদের মৌলের প্রতীক এবং সংযোজন ক্ষমতা শিখতে হবে।
একটি মৌলের সংযোজন ক্ষমতা (বা ধারণক্ষমতা) এর যোজ্যতা হিসাবে পরিচিত। যোজ্যতা ব্যবহার করে বের করা যায় কীভাবে একটি মৌলের পরমাণু অন্য মৌলের পরমাণুর সাথে সংযুক্ত হয়ে একটি রাসায়নিক যৌগ গঠন করবে। একটি মৌলের পরমাণুর যোজ্যতাকে সেই পরমাণুর হাত বা বাহু হিসাবে ভাবা যেতে পারে।
মানুষের দুটি বাহু থাকে এবং একটি অক্টোপাসের আটটি থাকে। যদি একটি অক্টোপাসকে কয়েকজন মানুষকে এমনভাবে ধরে রাখতে হয় যাতে অক্টোপাসের আটটি বাহু এবং সমস্ত মানুষের উভয় বাহু আটকানো থাকে, তাহলে আপনি কি মনে করেন অক্টোপাসটি কতজন মানুষ ধরে রাখতে পারে? অক্টোপাসকে $O$ এবং মানুষকে $H$ দিয়ে উপস্থাপন করুন। আপনি কি এই সংমিশ্রণের জন্য একটি সংকেত লিখতে পারেন? আপনি কি $OH_4$ সংকেত হিসাবে পান? সাবস্ক্রিপ্ট ৪ অক্টোপাস দ্বারা ধরে রাখা মানুষের সংখ্যা নির্দেশ করে।
কিছু সাধারণ আয়নের যোজ্যতা সারণী ৩.৬-এ দেওয়া হয়েছে। আমরা পরের অধ্যায়ে যোজ্যতা সম্পর্কে আরও শিখব।
সারণী ৩.৬: কিছু আয়নের নাম এবং প্রতীক
| যোজ্যতা | আয়নের নাম | প্রতীক | অধাতব মৌল | প্রতীক | বহুপরমাণুক আয়ন | প্রতীক |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ১. | সোডিয়াম পটাসিয়াম সিলভার কপার (I)* |
$Na^{+}$ $K^{+}$ $Ag^{+}$ $Cu^{+}$ |
হাইড্রোজেন হাইড্রাইড ক্লোরাইড ব্রোমাইড আয়োডাইড |
$H^{+}$ $H^{-}$ $Cl^{-}$ $Br^{-}$ $I^{-}$ |
অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড নাইট্রেট হাইড্রোজেন কার্বনেট |
$NH_4^{+}$ $OH^{-}$ $NO_3^{-}$ $HCO_3^{-}$ |
| ২. | ম্যাগনেসিয়াম ক্যালসিয়াম দস্তা আয়রন (II)* কপার (II)* |
$Mg^{2+}$ $Ca^{2+}$ $Zn^{2+}$ $Fe^{2+}$ $Cu^{2+}$ |
অক্সাইড সালফাইড |
$O^{2-}$ $S^{2-}$ |
কার্বনেট সালফাইট সালফেট |
$CO_3{ }^{2-}$ $SO_3{ }^{2-}$ $SO_4{ }^{2-}$ |
| ৩. | অ্যালুমিনিয়াম আয়রন (III)* |
$Al^{3+}$ $Fe^{3+}$ |
নাইট্রাইড | $N^{3-}$ | ফসফেট | $PO_4^{3-}$ |
কিছু মৌল একাধিক যোজ্যতা দেখায়। একটি রোমান সংখ্যা বন্ধনীতে তাদের যোজ্যতা দেখায়।
আপনাকে একটি রাসায়নিক সংকেত লেখার সময় যে নিয়মগুলি মেনে চলতে হবে তা নিম্নরূপ:
-
আয়নের যোজ্যতা বা আধানগুলিকে ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে।
-
যখন একটি যৌগ একটি ধাতু এবং একটি অধাতু নিয়ে গঠিত হয়, তখন ধাতুর নাম বা প্রতীক প্রথমে লেখা হয়। উদাহরণস্বরূপ: ক্যালসিয়াম অক্সাইড $(CaO)$, সোডিয়াম ক্লোরাইড $(NaCl)$, আয়রন সালফাইড (FeS), কপার অক্সাইড (CuO), ইত্যাদি, যেখানে অক্সিজেন, ক্লোরিন, সালফার হল অধাতু এবং ডানদিকে লেখা হয়, যেখানে ক্যালসিয়াম, সোডিয়াম, আয়রন এবং কপার হল ধাতু, এবং বাম দিকে লেখা হয়।
-
বহুপরমাণুক আয়ন দিয়ে গঠিত যৌগগুলিতে, যৌগে উপস্থিত আয়নের সংখ্যা আয়নের সংকেতকে বন্ধনীতে আবদ্ধ করে এবং বন্ধনীর বাইরে আয়নের সংখ্যা লিখে নির্দেশ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, $Mg(OH)_2$। যদি বহুপরমাণুক আয়নের সংখ্যা এক হয়, তাহলে বন্ধনীর প্রয়োজন নেই। উদাহরণস্বরূপ, $NaOH$।
৩.৪.১ সরল যৌগের সংকেত
সরলতম যৌগ, যা দুটি ভিন্ন মৌল দ্বারা গঠিত, তাকে দ্বিমৌলিক যৌগ বলে। কিছু আয়নের যোজ্যতা সারণী ৩.৬-এ দেওয়া হয়েছে। আপনি যৌগের সংকেত লেখার জন্য এগুলি ব্যবহার করতে পারেন। যৌগের রাসায়নিক সংকেত লেখার সময়, আমরা গঠনকারী মৌল এবং তাদের যোজ্যতা নীচে দেখানো হিসাবে লিখি। তারপর আমাদের সংযুক্ত পরমাণুর যোজ্যতাগুলি ক্রসওভার করতে হবে।
উদাহরণ
১. হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের সংকেত
যৌগের সংকেত হবে $\mathrm{HCl}$।
২. হাইড্রোজেন সালফাইডের সংকেত
সংকেত : $\mathrm{H} _{2} \mathrm{~S}$
৩. কার্বন টেট্র
BETA
