সাৰাংশ: পৰমাণু হৈছে পদাৰ্থৰ ক্ষুদ্ৰতম কণা। পূৰ্বতে পৰমাণুক অবিভাজ্য বুলি ভবা হৈছিল, কিন্তু পৰবৰ্তী বৈজ্ঞানিক গৱেষণাৰ জৰিয়তে প্ৰমাণ হয় যে পৰমাণু তিনিটা উপ-পাৰমাণৱিক কণাৰে গঠিত — ইলেক্ট্রন, প্ৰটন আৰু নিউট্রন। ১৮৯৭ চনত জে. জে. থমছনে কেথড ৰশ্মি পৰীক্ষাৰ জৰিয়তে ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা ইলেক্ট্রন আৱিষ্কাৰ কৰে। ১৯০৬–১৯১৩ চনৰ মাজত গোল্ডষ্টেইন আৰু ৰাডাৰফৰ্ডে ধনাত্মক আধানযুক্ত কণা প্ৰটন আৱিষ্কাৰ কৰে, আৰু ১৯৩২ চনত জে. চেডউইকে নিষ্ক্ৰিয় কণা নিউট্রন আৱিষ্কাৰ কৰে। ইলেক্ট্রনৰ আধান −1.6×10⁻¹⁹ কুলম্ব, প্ৰটনৰ আধান +1.6×10⁻¹⁹ কুলম্ব আৰু নিউট্রন আধানবিহীন। ইলেক্ট্রনৰ ভৰ হাইড্ৰজেন পৰমাণুৰ ভৰৰ প্ৰায় ১/২০০০ অংশ।
থমছনে ১৯০৪ চনত পৰমাণুৰ প্ৰথম আৰ্হি (Thomson’s Plum Pudding Model) প্ৰস্তাৱ কৰে। এই আৰ্হি অনুযায়ী পৰমাণু এটা ধনাত্মক আধানযুক্ত গোলক, য’ত ঋণাত্মক আধানযুক্ত ইলেক্ট্রনসমূহ তৰমুজৰ গুটিৰ দৰে বিতৰিত হৈ থাকে। ১৯০৯ চনত আৰ্নেষ্ট ৰাডাৰফৰ্ডে সোণৰ পাতত আলফা কণাৰ বিকিৰণ পৰীক্ষা (Gold Foil Experiment) কৰি পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছ আৱিষ্কাৰ কৰে। তেওঁৰ পৰীক্ষাত দেখা গৈছিল যে অধিকাংশ আলফা কণা সোণৰ পাতৰ মাজেদি পাৰ হৈ যায়, কিছুমান কণাৰ কক্ষপথ সামান্য বিচ্যুত হয়, আৰু প্ৰতি ১২,০০০ কণাৰ মাজৰ মাত্ৰ এটা কণা ১৮০° কোণত পিছলৈ ঘূৰি আহে। ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণুৰ আৰ্হি অনুযায়ী পৰমাণুৰ কেন্দ্ৰত এটা ক্ষুদ্ৰ, ঘন, ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াছ থাকে, আৰু ইলেক্ট্রনসমূহ তাৰ চাৰিওফালে বৃত্তাকাৰ কক্ষপথত পৰিভ্ৰমণ কৰে। পৰমাণুৰ অধিকাংশ ভাগেই ফাঁকা।
১৯১৩ চনত নীলছ বৰে ৰাডাৰফৰ্ডৰ আৰ্হিৰ দোষ-ত্ৰুটি আঁতৰাই নতুন পৰমাণু আৰ্হি প্ৰস্তাৱ কৰে। বৰৰ আৰ্হি অনুযায়ী ইলেক্ট্রনসমূহ নিউক্লিয়াছৰ চাৰিওফালে নিৰ্দিষ্ট শক্তিস্তৰ বা কক্ষপথত (K, L, M, N) পৰিভ্ৰমণ কৰে আৰু এই কক্ষপথত থকাকালীন ইলেক্ট্রনে শক্তি বিকিৰণ নকৰে। প্ৰতিটো কক্ষপথত সৰ্বাধিক ইলেক্ট্রন সংখ্যা 2n² সূত্ৰেৰে নিৰ্ণয় কৰা হয় (য’ত n = কক্ষপথ ক্ৰমাংক)। পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Z) হৈছে পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত থকা প্ৰটনৰ সংখ্যা, আৰু ভৰ সংখ্যা (A) হৈছে প্ৰটন আৰু নিউট্রনৰ মুঠ সংখ্যা (A = Z + n)। সমস্থানিক (Isotopes) হৈছে একে পাৰমাণৱিক সংখ্যাৰ কিন্তু বেলেগ বেলেগ ভৰ সংখ্যাৰ পৰমাণু (যেনে ³⁵Cl আৰু ³⁷Cl)। সমভাৰী (Isobars) হৈছে একে ভৰ সংখ্যাৰ কিন্তু বেলেগ পাৰমাণৱিক সংখ্যাৰ পৰমাণু (যেনে ⁴⁰Ar, ⁴⁰K, ⁴⁰Ca)। যোজনী হৈছে কোনো মৌলৰ পৰমাণুৰ সংযোজন ক্ষমতা, যা বাহ্যতম কক্ষপথৰ ইলেক্ট্রন সংখ্যাৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰিত হয়।
Summary: The atom is the smallest unit of matter. Earlier, atoms were considered indivisible, but scientific research proved that atoms are made up of three subatomic particles — electrons, protons, and neutrons. In 1897, J.J. Thomson discovered the negatively charged electron through cathode ray experiments. Goldstein and Rutherford discovered the positively charged proton between 1906 and 1913, and J. Chadwick discovered the neutral neutron in 1932. The charge of an electron is −1.6×10⁻¹⁹ coulombs, that of a proton is +1.6×10⁻¹⁹ coulombs, and a neutron carries no charge. The mass of an electron is approximately 1/2000th the mass of a hydrogen atom.
Thomson proposed the first atomic model (Plum Pudding Model) in 1904, suggesting that an atom is a positively charged sphere with electrons embedded in it like seeds in a watermelon. In 1909, Ernest Rutherford conducted the famous Gold Foil Experiment by bombarding alpha particles at a thin gold foil. He observed that most alpha particles passed straight through, some were slightly deflected, and about 1 in 12,000 bounced directly back. From this, Rutherford concluded that an atom has a tiny, dense, positively charged nucleus at its centre, with electrons revolving around it in circular orbits, and most of the atom is empty space. However, Rutherford’s model could not explain why electrons do not lose energy and spiral into the nucleus.
Niels Bohr improved Rutherford’s model in 1913 by proposing that electrons revolve in fixed energy levels or shells (K, L, M, N) around the nucleus, and do not radiate energy while in these orbits. The maximum number of electrons in each shell is given by 2n², where n is the shell number. The atomic number (Z) is the number of protons in the nucleus, and the mass number (A) equals the total of protons and neutrons (A = Z + n). Isotopes are atoms of the same element with the same atomic number but different mass numbers (e.g., ³⁵Cl and ³⁷Cl). Isobars are atoms of different elements with the same mass number but different atomic numbers (e.g., ⁴⁰Ar, ⁴⁰K, ⁴⁰Ca). Valency is the combining capacity of an atom, determined by the number of electrons in its outermost shell. The octet rule states that atoms tend to gain, lose, or share electrons to achieve 8 electrons in their outermost shell.
উপ-পাৰমাণৱিক কণাৰ তুলনামূলক তালিকা (Subatomic Particles)
| কণা (Particle) | আৱিষ্কাৰক (Discoverer) | আধান (Charge) | আপেক্ষিক আধান | ভৰ (Mass) | অৱস্থান (Location) |
|---|---|---|---|---|---|
| ইলেক্ট্রন (Electron) | জে. জে. থমছন (১৮৯৭) | −1.6×10⁻¹⁹ C | −1 | 9.1×10⁻³¹ kg (≈ 1/2000 u) | নিউক্লিয়াছৰ বাহিৰত কক্ষপথত |
| প্ৰটন (Proton) | ই. ৰাডাৰফৰ্ড (১৯০৯–১৯১৯) | +1.6×10⁻¹⁹ C | +1 | 1.6725×10⁻²⁷ kg (≈ 1 u) | নিউক্লিয়াছত |
| নিউট্রন (Neutron) | জে. চেডউইক (১৯৩২) | শূন্য (0) | 0 | 1.6748×10⁻²⁷ kg (≈ 1 u) | নিউক্লিয়াছত |
প্ৰথম ২০টা মৌলৰ ইলেক্ট্রনীয় বিন্যাস (Electronic Configuration of First 20 Elements)
| মৌল (Element) | প্ৰতীক | পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Z) | K | L | M | N | যোজনী (Valency) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| হাইড্ৰজেন (Hydrogen) | H | 1 | 1 | — | — | — | 1 |
| হিলিয়াম (Helium) | He | 2 | 2 | — | — | — | 0 |
| লিথিয়াম (Lithium) | Li | 3 | 2 | 1 | — | — | 1 |
| বেৰিলিয়াম (Beryllium) | Be | 4 | 2 | 2 | — | — | 2 |
| বৰন (Boron) | B | 5 | 2 | 3 | — | — | 3 |
| কাৰ্বন (Carbon) | C | 6 | 2 | 4 | — | — | 4 |
| নাইট্ৰজেন (Nitrogen) | N | 7 | 2 | 5 | — | — | 3 |
| অক্সিজেন (Oxygen) | O | 8 | 2 | 6 | — | — | 2 |
| ফ্লৰিন (Fluorine) | F | 9 | 2 | 7 | — | — | 1 |
| নিয়ন (Neon) | Ne | 10 | 2 | 8 | — | — | 0 |
| ছ’ডিয়াম (Sodium) | Na | 11 | 2 | 8 | 1 | — | 1 |
| মেগনেছিয়াম (Magnesium) | Mg | 12 | 2 | 8 | 2 | — | 2 |
| এলুমিনিয়াম (Aluminium) | Al | 13 | 2 | 8 | 3 | — | 3 |
| ছিলিকন (Silicon) | Si | 14 | 2 | 8 | 4 | — | 4 |
| ফছফৰাছ (Phosphorus) | P | 15 | 2 | 8 | 5 | — | 3 বা 5 |
| গন্ধক (Sulphur) | S | 16 | 2 | 8 | 6 | — | 2 বা 6 |
| ক্লৰিন (Chlorine) | Cl | 17 | 2 | 8 | 7 | — | 1 |
| আৰ্গন (Argon) | Ar | 18 | 2 | 8 | 8 | — | 0 |
| পটেছিয়াম (Potassium) | K | 19 | 2 | 8 | 8 | 1 | 1 |
| কেলছিয়াম (Calcium) | Ca | 20 | 2 | 8 | 8 | 2 | 2 |
পাঠ্যপুথিৰ মাজৰ প্ৰশ্নোত্তৰ (In-text Questions)
পৃষ্ঠা ৪৩ (Page 43)
১। কেনেল ৰশ্মি কি?
উত্তৰঃ গেছ ডিছচাৰ্জ টিউবত কম চাপত বিদ্যুৎ প্ৰবাহিত কৰিলে কেথড (ঋণাত্মক তড়িৎদ্বাৰ) ফালৰ পৰা এনোড (ধনাত্মক তড়িৎদ্বাৰ) ফালে গতি কৰা ধনাত্মক আধানযুক্ত ৰশ্মিকে কেনেল ৰশ্মি বোলে। ই. গোল্ডষ্টেইনে ১৮৮৬ চনত এই ৰশ্মি আৱিষ্কাৰ কৰিছিল। কেনেল ৰশ্মিৰ আৱিষ্কাৰৰ ফলতেই প্ৰটনৰ অস্তিত্ব সম্পৰ্কে প্ৰথম সংকেত পোৱা গৈছিল।
২। যদি এটা পৰমাণুত এটা ইলেক্ট্রন আৰু এটা প্ৰটন থাকে, তেন্তে ই কোনো আধান বহন কৰিবনে?
উত্তৰঃ নহয়। এটা ইলেক্ট্রনৰ আধান −1 আৰু এটা প্ৰটনৰ আধান +1। এই দুটা আধান পৰস্পৰ সমান আৰু বিপৰীত হোৱা বাবে মুঠ আধান শূন্য হয়। সেইবাবে পৰমাণুটো বৈদ্যুতিকভাৱে প্ৰশম (Electrically Neutral) হ’ব।
পৃষ্ঠা ৪৯ (Page 49)
৩। থমছনৰ পৰমাণু আৰ্হি অনুযায়ী পৰমাণু কেনেদৰে বৈদ্যুতিকভাৱে প্ৰশম হয় বুজাই লিখা।
উত্তৰঃ থমছনৰ পৰমাণু আৰ্হি অনুযায়ী পৰমাণু এটা ধনাত্মক আধানযুক্ত গোলক, য’ত ঋণাত্মক আধানযুক্ত ইলেক্ট্রনসমূহ তৰমুজৰ গুটিৰ দৰে বিতৰিত হৈ থাকে। পৰমাণুত থকা ধনাত্মক আধান আৰু ইলেক্ট্রনৰ ঋণাত্মক আধান সমান মানৰ হয়। দুটা বিপৰীতধৰ্মী সমান আধান পৰস্পৰ নিষ্ক্ৰিয় কৰে, সেয়েহে পৰমাণু বৈদ্যুতিকভাৱে প্ৰশম হয়।
৪। ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণু আৰ্হি অনুযায়ী পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত কোনটো উপ-পাৰমাণৱিক কণা থাকে?
উত্তৰঃ ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণু আৰ্হি অনুযায়ী পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত প্ৰটন (ধনাত্মক আধানযুক্ত কণা) থাকে। নিউক্লিয়াছ পৰমাণুৰ কেন্দ্ৰত অৱস্থিত, আৰু ইয়াত পৰমাণুৰ প্ৰায় সমস্ত ভৰ কেন্দ্ৰীভূত থাকে।
৫। তিনিটা কক্ষপথযুক্ত বৰৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ চিত্ৰ অঁকা।
উত্তৰঃ বৰৰ পৰমাণু আৰ্হিত নিউক্লিয়াছৰ চাৰিওফালে K, L, M তিনিটা কক্ষপথ থাকে। K কক্ষপথত সৰ্বাধিক ২টা ইলেক্ট্রন, L কক্ষপথত সৰ্বাধিক ৮টা ইলেক্ট্রন, আৰু M কক্ষপথত সৰ্বাধিক ১৮টা ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, ছডিয়াম (Na, Z=11) পৰমাণুৰ K=2, L=8, M=1।
৬। সোণৰ পাতৰ সলনি অন্য কোনো ধাতুৰ পাত ব্যৱহাৰ কৰিলে কি পাৰ্থক্য হ’ব?
উত্তৰঃ ফলাফল প্ৰায় একে হ’লেও অন্য ধাতুৰ পাত ব্যৱহাৰ কৰাত কিছু পাৰ্থক্য হ’ব। সোণ এটি অতি পলায়িত ধাতু — ইয়াক খুব পাতলকৈ পিটি পাৰি। অন্য ধাতু সোণৰ দৰে এনে পাতল পাত (মাত্ৰ কেইটামান পৰমাণুৰ ডাঠ) তৈয়াৰ কৰিব নোৱাৰি। সেয়ে কেইবাটাও পৰমাণু স্তৰ থকা মোটা পাতত আলফা কণাৰ বিচ্যুতিৰ পৰিমাণ বৃদ্ধি পাব আৰু পৰীক্ষাৰ ফলাফল সঠিকভাৱে বিশ্লেষণ কৰাটো কঠিন হ’ব।
পৃষ্ঠা ৫০ (Page 50)
৭। তিনিটা উপ-পাৰমাণৱিক কণাৰ নাম লিখা।
উত্তৰঃ তিনিটা উপ-পাৰমাণৱিক কণা হৈছে —
- ইলেক্ট্রন (Electron) — ঋণাত্মক আধানযুক্ত
- প্ৰটন (Proton) — ধনাত্মক আধানযুক্ত
- নিউট্রন (Neutron) — আধানবিহীন
৮। হিলিয়াম পৰমাণুৰ পাৰমাণৱিক ভৰ 4u আৰু নিউক্লিয়াছত দুটা প্ৰটন আছে। নিউট্রনৰ সংখ্যা কিমান?
উত্তৰঃ ভৰ সংখ্যা (A) = প্ৰটন সংখ্যা (Z) + নিউট্রন সংখ্যা (n)
4 = 2 + n
n = 4 − 2 = 2
গতিকে হিলিয়াম পৰমাণুত 2টা নিউট্রন আছে।
পৃষ্ঠা ৫২ (Page 52)
৯। কাৰ্বন আৰু ছডিয়ামৰ ইলেক্ট্রনীয় বিন্যাস দেখুওৱা।
উত্তৰঃ
- কাৰ্বন (Carbon, Z=6): K=2, L=4 → বিন্যাস: 2, 4
- ছডিয়াম (Sodium, Z=11): K=2, L=8, M=1 → বিন্যাস: 2, 8, 1
১০। K আৰু L কক্ষপথ সম্পূৰ্ণ ভৰ্তি হৈ থাকিলে মুঠ ইলেক্ট্রন সংখ্যা কিমান হ’ব?
উত্তৰঃ K কক্ষপথত সৰ্বাধিক ২টা ইলেক্ট্রন (2×1²=2) আৰু L কক্ষপথত সৰ্বাধিক ৮টা ইলেক্ট্রন (2×2²=8) থাকিব পাৰে।
মুঠ ইলেক্ট্রন সংখ্যা = 2 + 8 = ১০টা
(এই বিন্যাস নিয়নৰ — Ne, Z=10)
পৃষ্ঠা ৫৩ (Page 53)
১১। ক্লৰিন, গন্ধক আৰু মেগনেছিয়ামৰ যোজনী নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ
- ক্লৰিন (Cl, Z=17): বিন্যাস 2, 8, 7 → বাহ্যতম কক্ষপথত 7টা ইলেক্ট্রন → অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ 1টা ইলেক্ট্রন লাগিব → যোজনী = 1
- গন্ধক (S, Z=16): বিন্যাস 2, 8, 6 → বাহ্যতম কক্ষপথত 6টা ইলেক্ট্রন → অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ 2টা ইলেক্ট্রন লাগিব → যোজনী = 2
- মেগনেছিয়াম (Mg, Z=12): বিন্যাস 2, 8, 2 → বাহ্যতম কক্ষপথত 2টা ইলেক্ট্রন → এই 2টা ইলেক্ট্রন হেৰুৱালে অষ্টক পূৰণ হয় → যোজনী = 2
অতি চমু উত্তৰৰ প্ৰশ্ন (Very Short Answer Questions)
১। ইলেক্ট্রন কোনে আৱিষ্কাৰ কৰিছিল?
উত্তৰঃ জে. জে. থমছনে ১৮৯৭ চনত ইলেক্ট্রন আৱিষ্কাৰ কৰিছিল।
২। নিউট্রন কোনে আৱিষ্কাৰ কৰিছিল?
উত্তৰঃ জে. চেডউইকে ১৯৩২ চনত নিউট্রন আৱিষ্কাৰ কৰিছিল।
৩। পাৰমাণৱিক সংখ্যা কি?
উত্তৰঃ কোনো মৌলৰ পৰমাণুত থকা প্ৰটনৰ সংখ্যাকে পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Atomic Number, Z) বোলে।
৪। ভৰ সংখ্যা কি?
উত্তৰঃ কোনো পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত থকা প্ৰটন আৰু নিউট্রনৰ মুঠ সংখ্যাকে ভৰ সংখ্যা (Mass Number, A) বোলে। A = Z + n।
৫। সমস্থানিক কাক বোলে?
উত্তৰঃ একে মৌলৰ যিসমূহ পৰমাণুৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা (প্ৰটন সংখ্যা) একে কিন্তু ভৰ সংখ্যা (নিউট্রন সংখ্যা) বেলেগ বেলেগ, সেইসমূহ পৰমাণুক সমস্থানিক (Isotopes) বোলে। উদাহৰণ: ³⁵Cl আৰু ³⁷Cl।
৬। সমভাৰী কাক বোলে?
উত্তৰঃ বেলেগ বেলেগ মৌলৰ যিসমূহ পৰমাণুৰ ভৰ সংখ্যা একে কিন্তু পাৰমাণৱিক সংখ্যা বেলেগ বেলেগ, সেইসমূহ পৰমাণুক সমভাৰী (Isobars) বোলে। উদাহৰণ: ⁴⁰Ar (Z=18) আৰু ⁴⁰Ca (Z=20)।
৭। যোজনী ইলেক্ট্রন কাক বোলে?
উত্তৰঃ কোনো পৰমাণুৰ বাহ্যতম কক্ষপথত থকা ইলেক্ট্রনসমূহকে যোজনী ইলেক্ট্রন (Valence Electrons) বোলে।
৮। নিউক্লিয়নছ কাক বোলে?
উত্তৰঃ পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত থকা প্ৰটন আৰু নিউট্রনসমূহক একেলগে নিউক্লিয়নছ (Nucleons) বোলে।
৯। K কক্ষপথত সৰ্বাধিক কিমানটা ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে?
উত্তৰঃ K কক্ষপথত সৰ্বাধিক 2টা ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে (2n² = 2×1² = 2)।
১০। কেন্সাৰ চিকিৎসাত কোনটো সমস্থানিক ব্যৱহাৰ হয়?
উত্তৰঃ কোবাল্টৰ সমস্থানিক ⁶⁰Co (কোবাল্ট-60) কেন্সাৰ চিকিৎসাত ব্যৱহাৰ হয়।
১১। আলফা (α) কণাৰ আধান আৰু ভৰ কিমান?
উত্তৰঃ আলফা কণাৰ আধান +2 (দুটা প্ৰটনৰ সমান) আৰু ভৰ 4u।
১২। কোনটো পৰমাণুত নিউট্রন নাথাকে?
উত্তৰঃ হাইড্ৰজেনৰ সাধাৰণ ৰূপ প্ৰটিয়াম (¹H)-ত নিউট্রন নাথাকে। ইয়াত কেৱল ১টা প্ৰটন আৰু ১টা ইলেক্ট্রন থাকে।
১৩। ক্লৰিনৰ পাৰমাণৱিক ভৰ 35.5u কিয়?
উত্তৰঃ ক্লৰিনত দুটা সমস্থানিক আছে — ³⁵Cl (75% প্ৰাচুৰ্য) আৰু ³⁷Cl (25% প্ৰাচুৰ্য)। এই দুটা সমস্থানিকৰ গড় ভৰ হৈছে: (35×75 + 37×25)/100 = 35.5u। সেইবাবে ক্লৰিনৰ পাৰমাণৱিক ভৰ 35.5u।
১৪। ৰাডাৰফৰ্ডৰ সোণ পাত পৰীক্ষাত কি কি পৰ্যবেক্ষণ কৰা হৈছিল?
উত্তৰঃ ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰীক্ষাত তিনিটা গুৰুত্বপূৰ্ণ পৰ্যবেক্ষণ কৰা হৈছিল —
- অধিকাংশ আলফা কণা সোণৰ পাতৰ মাজেদি পোনে পোনে পাৰ হৈ গ’ল।
- কিছুমান আলফা কণা সামান্য বিচ্যুত হ’ল।
- প্ৰতি ১২,০০০ কণাৰ মাজৰ মাত্ৰ প্ৰায় এটা কণা ১৮০° কোণত পিছলৈ ঘূৰি আহিল।
১৫। Na⁺ আয়নৰ ইলেক্ট্রনীয় বিন্যাস কি?
উত্তৰঃ ছডিয়াম (Na, Z=11) পৰমাণুৰ বিন্যাস হৈছে 2, 8, 1। Na⁺ আয়ন গঠন হওঁতে বাহ্যতম কক্ষপথৰ 1টা ইলেক্ট্রন হেৰায়, সেয়েহে Na⁺ আয়নৰ বিন্যাস হয় 2, 8 (মুঠ 10টা ইলেক্ট্রন)। এই বিন্যাস নিয়ন (Ne) পৰমাণুৰ দৰে, যি এটি স্থিৰ নিষ্ক্ৰিয় গেছ বিন্যাস।
চমু উত্তৰৰ প্ৰশ্ন (Short Answer Questions)
১। থমছনৰ পৰমাণু আৰ্হি বৰ্ণনা কৰা আৰু ইয়াৰ সীমাবদ্ধতা লিখা।
উত্তৰঃ জে. জে. থমছনে ১৯০৪ চনত পৰমাণুৰ প্ৰথম আৰ্হি প্ৰস্তাৱ কৰে। এই আৰ্হিক “প্লাম পুডিং মডেল” বুলিও কোৱা হয়।
থমছনৰ আৰ্হিৰ মূল বৈশিষ্ট্য:
- পৰমাণু এটা ধনাত্মক আধানযুক্ত গোলক।
- ঋণাত্মক আধানযুক্ত ইলেক্ট্রনসমূহ এই গোলকত তৰমুজৰ গুটিৰ দৰে বিভিন্ন স্থানত বিতৰিত হৈ থাকে।
- পৰমাণুৰ ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক আধান সমান মানৰ হোৱা বাবে পৰমাণু বৈদ্যুতিকভাৱে প্ৰশম।
সীমাবদ্ধতা:
- থমছনৰ আৰ্হিয়ে পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছৰ অস্তিত্বৰ কথা ব্যাখ্যা কৰিব পৰা নাছিল।
- ৰাডাৰফৰ্ডৰ আলফা কণা বিকিৰণ পৰীক্ষাৰ ফলাফল এই আৰ্হিৰে ব্যাখ্যা কৰিব পৰা নাযায়।
- হাইড্ৰজেনৰ বৰণালীও এই আৰ্হিয়ে ব্যাখ্যা কৰিব নোৱাৰে।
২। ৰাডাৰফৰ্ডৰ আলফা কণা বিকিৰণ পৰীক্ষা বৰ্ণনা কৰা।
উত্তৰঃ ১৯০৯ চনত আৰ্নেষ্ট ৰাডাৰফৰ্ড, গেইগাৰ আৰু মাৰ্ছডেনে এই পৰীক্ষা কৰিছিল।
পৰীক্ষাৰ পদ্ধতি: এটা তেজস্ক্ৰিয় উৎসৰ পৰা উৎপন্ন দ্ৰুতগতিৰ আলফা কণাসমূহ 0.0004 cm ডাঠ সোণৰ পাতত নিক্ষেপ কৰা হয়। সোণৰ পাতৰ চাৰিওফালে দীপ্তিশীল ZnS (জিংক ছালফাইড) পৰ্দা ৰখা হয়।
পৰ্যবেক্ষণ:
- অধিকাংশ আলফা কণা সোণৰ পাতৰ মাজেদি পোনে পোনে পাৰ হৈ গ’ল।
- কিছুমান আলফা কণা সামান্য বিচ্যুত হ’ল।
- প্ৰতি ১২,০০০ কণাৰ মাজৰ মাত্ৰ প্ৰায় এটা কণা পোনে পোনে পিছলৈ (১৮০°) ঘূৰি আহিল।
সিদ্ধান্ত:
- পৰমাণুৰ অধিকাংশ ভাগেই ফাঁকা (অধিকাংশ কণা বিচ্যুত নহোৱাৰ কাৰণ)।
- পৰমাণুৰ কেন্দ্ৰত এটা ক্ষুদ্ৰ, ঘন, ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াছ আছে।
- পৰমাণুৰ প্ৰায় সমস্ত ভৰ নিউক্লিয়াছত কেন্দ্ৰীভূত।
- নিউক্লিয়াছৰ আকাৰ পৰমাণুৰ তুলনাত অতি সৰু (ব্যাসাৰ্ধ প্ৰায় 10⁻⁵ গুণ)।
৩। ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ সীমাবদ্ধতা কি কি?
উত্তৰঃ ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ দুটা মূল সীমাবদ্ধতা আছে —
- পৰমাণুৰ অস্থিৰতাৰ সমস্যা: চিৰাচৰিত পদাৰ্থ বিজ্ঞান অনুযায়ী বৃত্তাকাৰ কক্ষপথত পৰিভ্ৰমণ কৰা ইলেক্ট্রন এটা ত্বৰান্বিত আহিত কণা। ত্বৰান্বিত আহিত কণাই শক্তি বিকিৰণ কৰিব লাগে। শক্তি হেৰুৱাই ইলেক্ট্রন ক্ৰমান্বয়ে নিউক্লিয়াছত পৰি যাব লাগে। কিন্তু বাস্তৱত পৰমাণু স্থিৰ। ৰাডাৰফৰ্ডৰ আৰ্হিয়ে এই বিষয়ৰ ব্যাখ্যা দিব পৰা নাছিল।
- হাইড্ৰজেনৰ বৰণালীৰ ব্যাখ্যা দিব নোৱাৰা: ৰাডাৰফৰ্ডৰ আৰ্হিয়ে হাইড্ৰজেন পৰমাণুৰ বিচ্ছিন্ন (Discrete) বৰণালীৰ ব্যাখ্যা দিব পৰা নাছিল।
৪। বৰৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ মূল বৈশিষ্ট্যসমূহ লিখা।
উত্তৰঃ নীলছ বৰে ১৯১৩ চনত নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন পৰমাণু আৰ্হি প্ৰস্তাৱ কৰে —
- ইলেক্ট্রনসমূহ নিউক্লিয়াছৰ চাৰিওফালে নিৰ্দিষ্ট বৃত্তাকাৰ কক্ষপথত (শক্তিস্তৰত) পৰিভ্ৰমণ কৰে।
- এই কক্ষপথসমূহক শক্তিস্তৰ বা কক্ষ (Shell) বোলে আৰু এইসমূহক K, L, M, N আখৰেৰে প্ৰকাশ কৰা হয়।
- ইলেক্ট্রনসমূহ নিৰ্দিষ্ট কক্ষপথত পৰিভ্ৰমণ কৰাৰ সময়ত শক্তি বিকিৰণ নকৰে।
- এটা কক্ষপথৰ পৰা আন এটা কক্ষপথলৈ যোৱাৰ সময়ত ইলেক্ট্রনে শক্তি শোষণ বা বিকিৰণ কৰে।
- প্ৰতিটো কক্ষপথত ইলেক্ট্রনৰ সৰ্বাধিক সংখ্যা 2n² সূত্ৰেৰে নিৰ্ণয় কৰা হয়।
৫। সমস্থানিক আৰু সমভাৰীৰ মাজত পাৰ্থক্য লিখা।
উত্তৰঃ
| বৈশিষ্ট্য | সমস্থানিক (Isotopes) | সমভাৰী (Isobars) |
|---|---|---|
| পাৰমাণৱিক সংখ্যা | একে | বেলেগ বেলেগ |
| ভৰ সংখ্যা | বেলেগ বেলেগ | একে |
| প্ৰটন সংখ্যা | একে | বেলেগ বেলেগ |
| নিউট্রন সংখ্যা | বেলেগ বেলেগ | বেলেগ বেলেগ |
| মৌলৰ প্ৰকাৰ | একে মৌলৰ পৰমাণু | বেলেগ বেলেগ মৌলৰ পৰমাণু |
| ৰাসায়নিক ধৰ্ম | একে | বেলেগ বেলেগ |
| উদাহৰণ | ³⁵Cl আৰু ³⁷Cl | ⁴⁰Ar আৰু ⁴⁰Ca |
৬। হাইড্ৰজেনৰ তিনিটা সমস্থানিকৰ বৰ্ণনা দিয়া।
উত্তৰঃ হাইড্ৰজেনৰ তিনিটা সমস্থানিক আছে —
- প্ৰটিয়াম (Protium, ¹₁H): প্ৰটন = 1, ইলেক্ট্রন = 1, নিউট্রন = 0। ভৰ সংখ্যা = 1।
- ডয়টেৰিয়াম (Deuterium, ²₁H বা D): প্ৰটন = 1, ইলেক্ট্রন = 1, নিউট্রন = 1। ভৰ সংখ্যা = 2। ভাৰী হাইড্ৰজেন নামেও জনা যায়।
- ট্ৰিটিয়াম (Tritium, ³₁H বা T): প্ৰটন = 1, ইলেক্ট্রন = 1, নিউট্রন = 2। ভৰ সংখ্যা = 3। তেজস্ক্ৰিয়।
তিনিওটাৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা একে (Z=1) কিন্তু ভৰ সংখ্যা বেলেগ বেলেগ। ৰাসায়নিক ধৰ্ম একে, কিন্তু ভৌতিক ধৰ্মত পাৰ্থক্য আছে।
৭। ইলেক্ট্রন বিন্যাসৰ নিয়মসমূহ লিখা।
উত্তৰঃ বোৰ আৰু বাৰিৰ নিয়ম অনুযায়ী ইলেক্ট্রন বিন্যাসৰ নিয়মসমূহ হৈছে —
- প্ৰতিটো কক্ষপথত সৰ্বাধিক ইলেক্ট্রন সংখ্যা হৈছে 2n² (n = কক্ষপথ ক্ৰমাংক)।
- K কক্ষপথত সৰ্বাধিক 2টা (2×1²=2), L-ত 8টা (2×2²=8), M-ত 18টা (2×3²=18), N-ত 32টা (2×4²=32) ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে।
- বাহ্যতম কক্ষপথত সৰ্বাধিক ৮টাহে ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে।
- ইলেক্ট্রনসমূহ ভিতৰৰ কক্ষপথৰ পৰা পূৰণ হ’বলৈ আৰম্ভ হয় — অৰ্থাৎ K পূৰণ হ’লেহে L আৰম্ভ হয়।
৮। যোজনী কি? ছিলিকন আৰু অক্সিজেনৰ উদাহৰণেৰে বুজাই লিখা।
উত্তৰঃ কোনো মৌলৰ পৰমাণুৱে অষ্টক (Octet) পূৰণ কৰিবলৈ যিমানটা ইলেক্ট্রন লাভ, হ্ৰাস বা ভাগ-বতৰা কৰে সেই সংখ্যাটোকে যোজনী (Valency) বোলে।
- ছিলিকন (Si, Z=14): বিন্যাস 2, 8, 4। বাহ্যতম কক্ষপথত 4টা ইলেক্ট্রন আছে। অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ 4টা ইলেক্ট্রন লাভ কৰিব পাৰে বা 4টা ভাগ-বতৰা কৰিব পাৰে। সেয়েহে ছিলিকনৰ যোজনী = 4।
- অক্সিজেন (O, Z=8): বিন্যাস 2, 6। বাহ্যতম কক্ষপথত 6টা ইলেক্ট্রন আছে। অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ 2টা ইলেক্ট্রন লাগিব। সেয়েহে অক্সিজেনৰ যোজনী = 2।
দীঘল উত্তৰৰ প্ৰশ্ন (Long Answer Questions)
১। থমছন, ৰাডাৰফৰ্ড আৰু বৰৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ তুলনামূলক আলোচনা কৰা।
উত্তৰঃ
| বৈশিষ্ট্য | থমছনৰ আৰ্হি (১৯০৪) | ৰাডাৰফৰ্ডৰ আৰ্হি (১৯১১) | বৰৰ আৰ্হি (১৯১৩) |
|---|---|---|---|
| পৰমাণুৰ আকৃতি | ধনাত্মক আধানযুক্ত গোলক | কেন্দ্ৰত নিউক্লিয়াছ, বাহিৰে ইলেক্ট্রন | কেন্দ্ৰত নিউক্লিয়াছ, নিৰ্দিষ্ট কক্ষপথত ইলেক্ট্রন |
| ইলেক্ট্রনৰ অৱস্থান | গোলকৰ ভিতৰত বিতৰিত | নিউক্লিয়াছৰ চাৰিওফালে যিকোনো কক্ষপথত | নিৰ্দিষ্ট শক্তিস্তৰ K, L, M, N-ত |
| নিউক্লিয়াছ | নাই (কেৱল ধনাত্মক গোলক) | আছে — ক্ষুদ্ৰ, ঘন, ধনাত্মক | আছে — ক্ষুদ্ৰ, ঘন, ধনাত্মক |
| শক্তিস্তৰ | নাই | নাই | আছে |
| সীমাবদ্ধতা | নিউক্লিয়াছ ব্যাখ্যা নাই; বিকিৰণ পৰীক্ষা ব্যাখ্যা নাই | পৰমাণুৰ অস্থিৰতা ব্যাখ্যা নাই; বৰণালী ব্যাখ্যা নাই | অধিক জটিল পৰমাণুৰ ক্ষেত্ৰত সম্পূৰ্ণ নহয় |
২। পাৰমাণৱিক সংখ্যা, ভৰ সংখ্যা, সমস্থানিক আৰু সমভাৰী বিস্তাৰিতভাৱে বুজাই লিখা।
উত্তৰঃ
(ক) পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Atomic Number, Z): কোনো মৌলৰ পৰমাণুত থকা প্ৰটনৰ সংখ্যাকে পাৰমাণৱিক সংখ্যা বোলে। প্ৰতিটো মৌলৰ পৰমাণৱিক সংখ্যা এক অনন্য সংখ্যা — দুটা বেলেগ মৌলৰ একে পাৰমাণৱিক সংখ্যা থাকিব নোৱাৰে। নিষ্ক্ৰিয় পৰমাণুত ইলেক্ট্রনৰ সংখ্যা = প্ৰটনৰ সংখ্যা = Z।
(খ) ভৰ সংখ্যা (Mass Number, A): পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত থকা প্ৰটন আৰু নিউট্রনৰ মুঠ সংখ্যাকে ভৰ সংখ্যা বোলে। A = Z + n (য’ত n = নিউট্রন সংখ্যা)। নিউট্রন সংখ্যা = A − Z।
(গ) সমস্থানিক (Isotopes): একে মৌলৰ পৰমাণু যিসমূহৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Z) একে কিন্তু ভৰ সংখ্যা (A) বেলেগ বেলেগ তেওঁলোকক সমস্থানিক বোলে। উদাহৰণ: কাৰ্বনৰ সমস্থানিক — ¹²₆C (6 নিউট্রন) আৰু ¹⁴₆C (8 নিউট্রন)। সমস্থানিকসমূহৰ ৰাসায়নিক ধৰ্ম একে কিন্তু ভৌতিক ধৰ্ম বেলেগ বেলেগ।
সমস্থানিকৰ ব্যৱহাৰ:
- ইউৰেনিয়াম-235 (²³⁵U) পাৰমাণৱিক চুল্লীত ইন্ধন হিচাপে ব্যৱহাৰ হয়।
- কোবাল্ট-60 (⁶⁰Co) কেন্সাৰৰ চিকিৎসাত ব্যৱহাৰ হয়।
- আয়’ডিন-131 (¹³¹I) থাইৰয়ড গ্ৰন্থিৰ ৰোগ চিকিৎসাত ব্যৱহাৰ হয়।
- কাৰ্বন-14 (¹⁴C) তেজস্ক্ৰিয় কাৰ্বন ডেটিঙত ব্যৱহাৰ হয়।
(ঘ) সমভাৰী (Isobars): বেলেগ বেলেগ মৌলৰ পৰমাণু যিসমূহৰ ভৰ সংখ্যা (A) একে কিন্তু পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Z) বেলেগ বেলেগ তেওঁলোকক সমভাৰী বোলে। উদাহৰণ: ⁴⁰₁₈Ar (Argon), ⁴⁰₁₉K (Potassium), ⁴⁰₂₀Ca (Calcium) — এই তিনিওৰ ভৰ সংখ্যা 40, কিন্তু পাৰমাণৱিক সংখ্যা যথাক্ৰমে 18, 19, 20।
৩। ইলেক্ট্রন বিন্যাস আৰু অষ্টক নিয়মৰ ভিত্তিত NaCl গঠন ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰঃ NaCl গঠন হয় ছডিয়াম (Na) আৰু ক্লৰিন (Cl) পৰমাণুৰ মাজত ইলেক্ট্রন স্থানান্তৰৰ জৰিয়তে।
ছডিয়াম (Na, Z=11): ইলেক্ট্রন বিন্যাস 2, 8, 1। বাহ্যতম কক্ষপথত 1টা ইলেক্ট্রন। অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ Na পৰমাণুৱে 1টা ইলেক্ট্রন হেৰুৱায় আৰু Na⁺ আয়ন হয় (বিন্যাস 2, 8)।
ক্লৰিন (Cl, Z=17): ইলেক্ট্রন বিন্যাস 2, 8, 7। বাহ্যতম কক্ষপথত 7টা ইলেক্ট্রন। অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ Cl পৰমাণুৱে 1টা ইলেক্ট্রন লাভ কৰে আৰু Cl⁻ আয়ন হয় (বিন্যাস 2, 8, 8)।
Na⁺ আৰু Cl⁻ বিপৰীত আধানৰ আকৰ্ষণেৰে মিলি NaCl (ছডিয়াম ক্লৰাইড / খোৱা নিমখ) গঠন কৰে। উভয় আয়নেই অষ্টক পূৰণ কৰে — Na⁺ নিয়ন (Ne) আৰু Cl⁻ আৰ্গন (Ar) পৰমাণুৰ সমান স্থিৰ বিন্যাস পায়।
সংখ্যাত্মক প্ৰশ্নোত্তৰ (Numerical Problems)
১। ব্ৰমিনৰ দুটা সমস্থানিক ⁷⁹Br (49.7%) আৰু ⁸¹Br (50.3%) আছে। ব্ৰমিনৰ গড় পাৰমাণৱিক ভৰ নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ গড় পাৰমাণৱিক ভৰ = (ভৰ₁ × অনুপাত₁) + (ভৰ₂ × অনুপাত₂)
= (79 × 49.7/100) + (81 × 50.3/100)
= (79 × 0.497) + (81 × 0.503)
= 39.263 + 40.743
= 80.006 u
২। X মৌলৰ দুটা সমস্থানিক আছে। ¹⁶X আৰু ¹⁸X। X-ৰ গড় পাৰমাণৱিক ভৰ 16.2u হ’লে দুটা সমস্থানিকৰ শতাংশ নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ মানিলৈ ¹⁶X-ৰ শতাংশ = x%, তেন্তে ¹⁸X-ৰ শতাংশ = (100−x)%।
16.2 = [16x + 18(100−x)] / 100
1620 = 16x + 1800 − 18x
1620 − 1800 = −2x
−180 = −2x
x = 90
গতিকে ¹⁶X = 90% আৰু ¹⁸X = 10%।
৩। এটা মৌলৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা 16 আৰু ভৰ সংখ্যা 32। ইয়াৰ (ক) প্ৰটন সংখ্যা, (খ) ইলেক্ট্রন সংখ্যা, (গ) নিউট্রন সংখ্যা, (ঘ) ইলেক্ট্রন বিন্যাস আৰু (ঙ) যোজনী নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ
- (ক) প্ৰটন সংখ্যা = পাৰমাণৱিক সংখ্যা = 16
- (খ) ইলেক্ট্রন সংখ্যা = প্ৰটন সংখ্যা = 16
- (গ) নিউট্রন সংখ্যা = ভৰ সংখ্যা − পাৰমাণৱিক সংখ্যা = 32 − 16 = 16
- (ঘ) ইলেক্ট্রন বিন্যাস: K=2, L=8, M=6 → 2, 8, 6 (মৌলটো গন্ধক, Sulphur)
- (ঙ) বাহ্যতম কক্ষপথত 6টা ইলেক্ট্রন → অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ 2টা ইলেক্ট্রন লাগে → যোজনী = 2
৪। এটা মৌলৰ পাৰমাণৱিক সংখ্যা 16 আৰু ভৰ সংখ্যা 34। ইয়াৰ প্ৰটন, ইলেক্ট্রন, নিউট্রন, ইলেক্ট্রন বিন্যাস আৰু যোজনী নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ
- প্ৰটন সংখ্যা = 16
- ইলেক্ট্রন সংখ্যা = 16
- নিউট্রন সংখ্যা = 34 − 16 = 18
- ইলেক্ট্রন বিন্যাস: 2, 8, 6
- যোজনী = 2
৫। পাৰমাণৱিক সংখ্যা 3 থকা মৌলটোৰ নাম কি আৰু ইয়াৰ যোজনী কিমান?
উত্তৰঃ পাৰমাণৱিক সংখ্যা 3 থকা মৌলটো হৈছে লিথিয়াম (Lithium, Li)।
ইলেক্ট্রন বিন্যাস: K=2, L=1 → 2, 1
বাহ্যতম কক্ষপথত 1টা ইলেক্ট্রন → অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ 1টা ইলেক্ট্রন হেৰুৱাব → যোজনী = 1।
৬। X পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত 6টা প্ৰটন আৰু 6টা নিউট্রন আছে। Y পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত 6টা প্ৰটন আৰু 8টা নিউট্রন আছে। X আৰু Y কি?
উত্তৰঃ
- X: প্ৰটন = 6, নিউট্রন = 6 → Z = 6, A = 12 → ¹²₆C (কাৰ্বন-12)
- Y: প্ৰটন = 6, নিউট্রন = 8 → Z = 6, A = 14 → ¹⁴₆C (কাৰ্বন-14)
উভয়ৰে পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Z) একে (6) কিন্তু ভৰ সংখ্যা বেলেগ বেলেগ (12 আৰু 14)। সেয়েহে X আৰু Y হৈছে কাৰ্বনৰ সমস্থানিক (Isotopes of Carbon)।
অনুশীলনীৰ প্ৰশ্নোত্তৰ (Exercise Questions)
১। ইলেক্ট্রন, প্ৰটন আৰু নিউট্রনৰ আধান আৰু ভৰৰ তুলনা কৰা।
| কণা | আধানৰ ধৰণ | আধান (কুলম্ব) | আপেক্ষিক আধান | ভৰ (kg) | আপেক্ষিক ভৰ |
|---|---|---|---|---|---|
| ইলেক্ট্রন | ঋণাত্মক | −1.6×10⁻¹⁹ | −1 | 9.1×10⁻³¹ | 1/2000 (≈0) |
| প্ৰটন | ধনাত্মক | +1.6×10⁻¹⁹ | +1 | 1.6725×10⁻²⁷ | 1 |
| নিউট্রন | নিষ্ক্ৰিয় | 0 | 0 | 1.6748×10⁻²⁷ | 1 |
২। থমছনৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ সীমাবদ্ধতা কি কি?
উত্তৰঃ থমছনৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ প্ৰধান সীমাবদ্ধতাসমূহ হৈছে —
- ৰাডাৰফৰ্ডৰ আলফা কণা বিকিৰণ পৰীক্ষাৰ ফলাফল এই আৰ্হিয়ে ব্যাখ্যা কৰিব নোৱাৰিলে।
- এই আৰ্হিত পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছৰ কোনো ধাৰণা নাই।
- হাইড্ৰজেন পৰমাণুৰ বৰণালীৰ ব্যাখ্যা দিব পৰা নাযায়।
- পৰমাণুৰ স্থিৰতা ব্যাখ্যা কৰিব পৰা নাযায়।
৩। ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ সীমাবদ্ধতা কি কি?
উত্তৰঃ ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ প্ৰধান সীমাবদ্ধতাসমূহ হৈছে —
- বৃত্তাকাৰ কক্ষপথত ত্বৰান্বিত ইলেক্ট্রনে শক্তি বিকিৰণ কৰিব লাগে, ফলত শক্তি হেৰুৱাই নিউক্লিয়াছত পৰি যাব লাগে। কিন্তু পৰমাণু বাস্তৱত স্থিৰ — এই বিষয়ৰ ব্যাখ্যা নাই।
- হাইড্ৰজেন পৰমাণুৰ বিচ্ছিন্ন বৰণালী এই আৰ্হিয়ে ব্যাখ্যা কৰিব নোৱাৰে।
৪। বৰৰ পৰমাণু আৰ্হিৰ বৰ্ণনা দিয়া।
উত্তৰঃ নীলছ বৰে ১৯১৩ চনত নিম্নলিখিত আৰ্হি প্ৰস্তাৱ কৰে —
- ইলেক্ট্রনসমূহ কেৱল নিৰ্দিষ্ট অনুমোদিত কক্ষপথতহে পৰিভ্ৰমণ কৰিব পাৰে।
- এই অনুমোদিত কক্ষপথত থাকোঁতে ইলেক্ট্রনে শক্তি বিকিৰণ নকৰে।
- এই কক্ষপথসমূহক শক্তিস্তৰ বা কক্ষ (Shell) বুলি কোৱা হয় — K, L, M, N।
- বাহিৰৰ কক্ষপথ বা উচ্চ শক্তিস্তৰত যাবলৈ ইলেক্ট্ৰনে শক্তি শোষণ কৰে; ভিতৰলৈ আহিলে শক্তি বিকিৰণ কৰে।
৫। তিনিটা প্ৰস্তাৱিত পৰমাণু আৰ্হিৰ তুলনামূলক বিৱৰণ দিয়া।
উত্তৰঃ উপৰৰ তুলনামূলক তালিকা চোৱা (দীঘল উত্তৰৰ প্ৰশ্ন ১)।
চমুকৈ — থমছনৰ আৰ্হিয়ে নিউক্লিয়াছৰ কথা নাজানিছিল; ৰাডাৰফৰ্ডে নিউক্লিয়াছ আৱিষ্কাৰ কৰিলে কিন্তু পৰমাণুৰ স্থিৰতা ব্যাখ্যা কৰিব নোৱাৰিলে; বৰে নিৰ্দিষ্ট শক্তিস্তৰ প্ৰস্তাৱ কৰি উভয় সমস্যাৰ সমাধান কৰিলে।
৬। ইলেক্ট্রনৰ বিভিন্ন কক্ষত বিতৰণৰ নিয়মাৱলী সংক্ষেপে লিখা।
উত্তৰঃ
- প্ৰতিটো কক্ষত সৰ্বাধিক ইলেক্ট্রন সংখ্যা = 2n² (n = কক্ষ ক্ৰমাংক)।
- বাহ্যতম কক্ষপথত কোনো পৰিস্থিতিতে 8টাৰ অধিক ইলেক্ট্রন থাকিব নোৱাৰে।
- ইলেক্ট্রনসমূহ ভিতৰৰ কক্ষপথৰ পৰা পূৰণ হ’বলৈ আৰম্ভ হয়; ভিতৰৰ কক্ষ পূৰণ হ’লেহে বাহিৰৰ কক্ষত ইলেক্ট্রন প্ৰৱেশ কৰে।
- কেৱল এটা কক্ষ থাকিলে সেই কক্ষত সৰ্বাধিক 2টা ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে।
৭। যোজনী কাক বোলে? ছিলিকন আৰু অক্সিজেনৰ যোজনী নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ কোনো মৌলৰ পৰমাণুৱে অষ্টক পূৰণৰ বাবে যিমানটা ইলেক্ট্রন লাভ, হ্ৰাস, বা ভাগ-বতৰা কৰে, সেই সংখ্যাটোকে যোজনী বোলে।
- ছিলিকন (Si, Z=14): বিন্যাস 2, 8, 4। যোজনী ইলেক্ট্রন = 4। যোজনী = 4।
- অক্সিজেন (O, Z=8): বিন্যাস 2, 6। যোজনী ইলেক্ট্রন = 6। অষ্টক পূৰণ কৰিবলৈ 2টা লাগে। যোজনী = 2।
৮। পাৰমাণৱিক সংখ্যা, ভৰ সংখ্যা, সমস্থানিক আৰু সমভাৰীৰ সংজ্ঞা দিয়া। সমস্থানিকৰ ব্যৱহাৰৰ দুটা উদাহৰণ দিয়া।
উত্তৰঃ (উপৰৰ দীঘল উত্তৰ ২ চোৱা।)
সমস্থানিকৰ দুটা ব্যৱহাৰ: (১) কোবাল্ট-60 (⁶⁰Co) কেন্সাৰৰ চিকিৎসাত। (২) ইউৰেনিয়াম-235 (²³⁵U) পাৰমাণৱিক চুল্লীত ইন্ধন হিচাপে।
৯। Na⁺ আয়নত K আৰু L কক্ষ সম্পূৰ্ণ ভৰ্তি হৈছে বুলি ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰঃ ছডিয়াম (Na, Z=11) পৰমাণুৰ ইলেক্ট্রন বিন্যাস হৈছে 2, 8, 1 (K=2, L=8, M=1)। Na⁺ আয়ন গঠন হওঁতে M কক্ষৰ 1টা ইলেক্ট্রন হেৰায়। ফলত Na⁺ আয়নৰ বিন্যাস হয় 2, 8 (K=2, L=8)। K কক্ষত সৰ্বাধিক 2টা আৰু L কক্ষত সৰ্বাধিক 8টা ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে, সেয়েহে Na⁺-ত K আৰু L উভয় কক্ষ সম্পূৰ্ণ ভৰ্তি।
১০। ব্ৰমিনৰ গড় পাৰমাণৱিক ভৰ নিৰ্ণয় কৰা (⁷⁹Br = 49.7%, ⁸¹Br = 50.3%)।
উত্তৰঃ গড় পাৰমাণৱিক ভৰ = (79 × 0.497) + (81 × 0.503) = 39.263 + 40.743 = 80.006 u
১১। X মৌলৰ গড় পাৰমাণৱিক ভৰ 16.2u। ¹⁶X আৰু ¹⁸X-ৰ শতাংশ নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ ¹⁶X = 90%, ¹⁸X = 10% (গণনাৰ বাবে সংখ্যাত্মক প্ৰশ্ন ২ চোৱা)।
১২। Z=3 থকা মৌলটোৰ নাম আৰু যোজনী কি?
উত্তৰঃ Z=3 → লিথিয়াম (Li)। বিন্যাস 2, 1। যোজনী = 1।
১৩। X নিউক্লিয়াছ: 6 প্ৰটন + 6 নিউট্রন; Y নিউক্লিয়াছ: 6 প্ৰটন + 8 নিউট্রন। ভৰ সংখ্যা আৰু সম্পৰ্ক কি?
উত্তৰঃ X-ৰ ভৰ সংখ্যা = 6+6 = 12 (¹²C)। Y-ৰ ভৰ সংখ্যা = 6+8 = 14 (¹⁴C)। উভয়ৰে Z=6 কিন্তু A ভিন্ন — সেয়েহে X আৰু Y হৈছে সমস্থানিক (Isotopes)।
১৪। সঁচা নে মিছা লিখা:
- জে. জে. থমছনে পৰামাণুৱিক নিউক্লিয়াছ প্ৰস্তাৱ কৰিছিল। — মিছা (ৰাডাৰফৰ্ডে প্ৰস্তাৱ কৰিছিল।)
- নিউট্রন গঠিত হয় প্ৰটন আৰু ইলেক্ট্রনৰ পৰা। — মিছা (নিউট্রন এটা স্বাধীন কণা।)
- ইলেক্ট্রনৰ ভৰ হাইড্ৰজেনৰ প্ৰায় 1/2000 অংশ। — সঁচা
- আয়’ডিনৰ মাত্ৰ এটা সমস্থানিক আছে। — মিছা (আয়’ডিনৰ কেইবাটাও সমস্থানিক আছে।)
বহুবিকল্পী প্ৰশ্নোত্তৰ (MCQ)
১। ইলেক্ট্রন কোনে আৱিষ্কাৰ কৰিছিল?
(ক) ই. গোল্ডষ্টেইন (খ) জে. জে. থমছন (গ) ই. ৰাডাৰফৰ্ড (ঘ) নীলছ বৰ
উত্তৰঃ (খ) জে. জে. থমছন।
২। ইলেক্ট্রনৰ ভৰ হাইড্ৰজেনৰ ভৰতকৈ কিমান গুণ কম?
(ক) 1/100 (খ) 1/3000 (গ) 1/2000 (ঘ) 1/4000
উত্তৰঃ (গ) 1/2000।
৩। নিউট্রন কোনে আৱিষ্কাৰ কৰিছিল?
(ক) জে. জে. থমছন (খ) জে. চেডউইক (গ) ই. গোল্ডষ্টেইন (ঘ) ই. ৰাডাৰফৰ্ড
উত্তৰঃ (খ) জে. চেডউইক।
৪। L কক্ষত ইলেক্ট্রনৰ সৰ্বাধিক সংখ্যা কিমান?
(ক) 18 (খ) 8 (গ) 2 (ঘ) 32
উত্তৰঃ (খ) 8।
৫। n-তম কক্ষত ইলেক্ট্রনৰ সৰ্বাধিক সংখ্যাৰ সূত্ৰ কি?
(ক) n² (খ) 2n² (গ) 3n² (ঘ) 4n²
উত্তৰঃ (খ) 2n²।
৬। পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছ কোনে আৱিষ্কাৰ কৰিছিল?
(ক) ডালটন (খ) জে. জে. থমছন (গ) ই. ৰাডাৰফৰ্ড (ঘ) জে. চেডউইক
উত্তৰঃ (গ) ই. ৰাডাৰফৰ্ড।
৭। নিউক্লিয়াছৰ আধান কেনে ধৰনৰ?
(ক) ধনাত্মক (খ) ঋণাত্মক (গ) আধানহীন (ঘ) উপৰৰ কোনোটোৱেই নহয়
উত্তৰঃ (ক) ধনাত্মক।
৮। নিউক্লিয়াছৰ ব্যাসাৰ্ধ পৰমাণুৰ ব্যাসাৰ্ধতকৈ কিমান গুণ কম?
(ক) 10⁻¹³ (খ) 10³ (গ) 10⁻⁵ (ঘ) 10⁵
উত্তৰঃ (গ) 10⁻⁵।
৯। নিষ্ক্ৰিয় মৌলৰ যোজনী কিমান?
(ক) 2 (খ) 3 (গ) 4 (ঘ) 0
উত্তৰঃ (ঘ) 0।
১০। হাইড্ৰজেনৰ কোনটো সমস্থানিক নহয়?
(ক) প্ৰটিয়াম (খ) ডয়টেৰিয়াম (গ) নাইট্ৰজেন (ঘ) ট্ৰিটিয়াম
উত্তৰঃ (গ) নাইট্ৰজেন (নাইট্ৰজেন হাইড্ৰজেনৰ সমস্থানিক নহয়)।
১১। কোনটো পৰমাণুত নিউট্রন নাথাকে?
(ক) প্ৰটিয়াম (¹H) (খ) হিলিয়াম (গ) লিথিয়াম (ঘ) ছডিয়াম
উত্তৰঃ (ক) প্ৰটিয়াম (¹H)।
১২। কেলছিয়াম আৰু আৰ্গনৰ মাজৰ সম্পৰ্ক কি?
(ক) সমস্থানিক (খ) ইলেক্ট্রনৰ সংখ্যা একে (গ) সমভাৰী (ঘ) একেটা মৌল
উত্তৰঃ (গ) সমভাৰী (উভয়ৰে ভৰ সংখ্যা 40, কিন্তু Z বেলেগ বেলেগ)।
১৩। ৰাডাৰফৰ্ডৰ আলফা কণা পৰীক্ষাই কি আৱিষ্কাৰ কৰিছিল?
(ক) পাৰমাণৱিক নিউক্লিয়াছ (খ) ইলেক্ট্রন (গ) নিউট্রন (ঘ) প্ৰটন
উত্তৰঃ (ক) পাৰমাণৱিক নিউক্লিয়াছ।
১৪। সমস্থানিকসমূহৰ থাকে —
(ক) একে ভৌতিক ধৰ্ম (খ) একে ৰাসায়নিক ধৰ্ম (গ) বেলেগ পাৰমাণৱিক সংখ্যা (ঘ) একে নিউট্রন সংখ্যা
উত্তৰঃ (খ) একে ৰাসায়নিক ধৰ্ম।
১৫। Cl⁻ আয়নত যোজনী ইলেক্ট্রনৰ সংখ্যা কিমান?
(ক) 16 (খ) 8 (গ) 17 (ঘ) 18
উত্তৰঃ (খ) 8 (Cl⁻ বিন্যাস: 2, 8, 8 → বাহ্যতম কক্ষত 8টা ইলেক্ট্রন)।
১৬। ছডিয়ামৰ সঠিক ইলেক্ট্রনীয় বিন্যাস কোনটো?
(ক) 2, 8 (খ) 8, 2, 1 (গ) 2, 1, 8 (ঘ) 2, 8, 1
উত্তৰঃ (ঘ) 2, 8, 1।
শূন্যস্থান পূৰণ কৰা (Fill in the Blanks)
১। ইলেক্ট্রন ______ আধানযুক্ত কণা।
উত্তৰঃ ঋণাত্মক।
২। প্ৰটনৰ ভৰ প্ৰায় ______ kg।
উত্তৰঃ 1.6725×10⁻²⁷।
৩। নিউট্রন বৈদ্যুতিকভাৱে ______।
উত্তৰঃ প্ৰশম (নিষ্ক্ৰিয়)।
৪। ভৰ সংখ্যা = প্ৰটন সংখ্যা + ______ সংখ্যা।
উত্তৰঃ নিউট্রন।
৫। ______ৰ সমস্থানিকক কেন্সাৰ চিকিৎসাত ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
উত্তৰঃ কোবাল্ট (⁶⁰Co)।
৬। M কক্ষত সৰ্বাধিক ______ টা ইলেক্ট্রন থাকিব পাৰে।
উত্তৰঃ 18।
৭। একে ভৰ সংখ্যাৰ কিন্তু বেলেগ পাৰমাণৱিক সংখ্যাৰ পৰমাণুক ______ বোলে।
উত্তৰঃ সমভাৰী (Isobars)।
৮। বৰৰ আৰ্হি অনুযায়ী নিৰ্দিষ্ট কক্ষত থকা ইলেক্ট্রনে শক্তি ______ নকৰে।
উত্তৰঃ বিকিৰণ।
সমস্থানিকৰ তুলনামূলক তালিকা (Isotopes Comparison)
| সমস্থানিক | মৌল | পাৰমাণৱিক সংখ্যা (Z) | ভৰ সংখ্যা (A) | প্ৰটন | নিউট্রন | ইলেক্ট্রন |
|---|---|---|---|---|---|---|
| প্ৰটিয়াম (¹H) | হাইড্ৰজেন | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| ডয়টেৰিয়াম (²H) | হাইড্ৰজেন | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 |
| ট্ৰিটিয়াম (³H) | হাইড্ৰজেন | 1 | 3 | 1 | 2 | 1 |
| কাৰ্বন-12 (¹²C) | কাৰ্বন | 6 | 12 | 6 | 6 | 6 |
| কাৰ্বন-14 (¹⁴C) | কাৰ্বন | 6 | 14 | 6 | 8 | 6 |
| ক্লৰিন-35 (³⁵Cl) | ক্লৰিন | 17 | 35 | 17 | 18 | 17 |
| ক্লৰিন-37 (³⁷Cl) | ক্লৰিন | 17 | 37 | 17 | 20 | 17 |