কোনটির ইলেকট্রন বিন্যাস $2n^2$ সূত্র মেনে চলে?

\(2n^2\) সূত্রটি কোনো পরমাণুর প্রধান শক্তিস্তরে (main energy shell) সর্বোচ্চ কতটি ইলেকট্রন থাকতে পারে তা নির্দেশ করে। এখানে, 'n' হলো প্রধান শক্তিস্তর সংখ্যা।

যেমন:

• প্রথম শক্তিস্তর (K, n=1) এর জন্য, সর্বোচ্চ ইলেকট্রন সংখ্যা = \(2 \times 1^2 = 2\) টি।
• দ্বিতীয় শক্তিস্তর (L, n=2) এর জন্য, সর্বোচ্চ ইলেকট্রন সংখ্যা = \(2 \times 2^2 = 8\) টি।
• তৃতীয় শক্তিস্তর (M, n=3) এর জন্য, সর্বোচ্চ ইলেকট্রন সংখ্যা = \(2 \times 3^2 = 18\) টি।
• চতুর্থ শক্তিস্তর (N, n=4) এর জন্য, সর্বোচ্চ ইলেকট্রন সংখ্যা = \(2 \times 4^2 = 32\) টি।

আমরা অপশনগুলোতে দেওয়া মৌলগুলোর ইলেকট্রন বিন্যাস বিশ্লেষণ করি:

• জিংক (Zn) এর পারমাণবিক সংখ্যা ৩০। এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:

  \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2\)

  শেল অনুসারে বিন্যাস করলে পাই:

  K-শেল (n=1): \(1s^2\) = 2টি ইলেকট্রন (\(2 \times 1^2 = 2\) এর সাথে মিলে যায়)।

  L-শেল (n=2): \(2s^2 2p^6\) = 8টি ইলেকট্রন (\(2 \times 2^2 = 8\) এর সাথে মিলে যায়)।

  M-শেল (n=3): \(3s^2 3p^6 3d^{10}\) = 18টি ইলেকট্রন (\(2 \times 3^2 = 18\) এর সাথে মিলে যায়)।

  N-শেল (n=4): \(4s^2\) = 2টি ইলেকট্রন।

  জিংক-এর ইলেকট্রন বিন্যাসে তৃতীয় শক্তিস্তর (M-শেল) পুরোপুরি ১৮টি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ থাকে, যা \(2n^2\) সূত্রকে সরাসরি মেনে চলে।

• ক্রোমিয়াম (Cr) এর পারমাণবিক সংখ্যা ২৪। এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:

  \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^1\)

  এখানে তৃতীয় শক্তিস্তরে (M-শেল) মোট \(2+6+5 = 13\)টি ইলেকট্রন আছে, যা \(18\)টির কম। এটি \(2n^2\) সূত্র অনুযায়ী পূর্ণ থাকে না।

• কপার (Cu) এর পারমাণবিক সংখ্যা ২৯। এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:

  \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^1\)

  এটিতে যদিও তৃতীয় শক্তিস্তরে (M-শেল) \(2+6+10 = 18\)টি ইলেকট্রন আছে, কিন্তু এটি একটি ব্যতিক্রমী ইলেকট্রন বিন্যাস, যেখানে \(4s\) থেকে একটি ইলেকট্রন \(3d\) তে স্থানান্তরিত হয় স্থিতিশীলতা লাভের জন্য। প্রশ্নটি সাধারণত একটি সাধারণ নিয়ম মেনে চলাকে বোঝায়, ব্যতিক্রমকে নয়।

• আয়রন (Fe) এর পারমাণবিক সংখ্যা ২৬। এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:

  \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 4s^2\)

  এটিতে তৃতীয় শক্তিস্তরে (M-শেল) মোট \(2+6+6 = 14\)টি ইলেকট্রন আছে, যা \(18\)টির কম। এটিও \(2n^2\) সূত্র অনুযায়ী পূর্ণ থাকে না।

উপরে উল্লিখিত বিশ্লেষণ অনুযায়ী, জিংকের ইলেকট্রন বিন্যাস তার M-শেলকে \(2n^2\) সূত্র অনুযায়ী পূর্ণ করে, এবং এটি ক্রোমিয়াম বা কপারের মতো ব্যতিক্রমী বিন্যাস দেখায় না। তাই জিংক এই প্রশ্নের জন্য সঠিক উত্তর।