পরমাণুর ত্রবিটালের শক্তির ক্রম অনুযাী কোনটি সঠিক?

পরমাণুর অরবিটালসমূহের শক্তির ক্রম (n+l) নীতি দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই নীতি অনুযায়ী, যে অরবিটালের n ও l কোয়ান্টাম সংখ্যার যোগফল (n+l) এর মান কম, সেই অরবিটালের শক্তি কম হয়। যদি দুটি অরবিটালের (n+l) এর মান সমান হয়, তবে যে অরবিটালের n এর মান কম, তার শক্তি কম হবে।

এখানে, n = প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (Principal Quantum Number) এবং l = সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (Azimuthal Quantum Number)।

    
• s অরবিটালের জন্য l = 0
    
• p অরবিটালের জন্য l = 1
    
• d অরবিটালের জন্য l = 2
    
• f অরবিটালের জন্য l = 3

এখন অপশনগুলো যাচাই করি:

১. 5s < 4p

    
• 5s অরবিটালের জন্য: n = 5, l = 0; সুতরাং, n+l = 5+0 = 5
    
• 4p অরবিটালের জন্য: n = 4, l = 1; সুতরাং, n+l = 4+1 = 5

যেহেতু উভয় অরবিটালের (n+l) এর মান সমান (5), তাই n এর মান তুলনা করতে হবে। 4p অরবিটালের n এর মান (4) 5s অরবিটালের n এর মান (5) থেকে কম। তাই, 4p অরবিটালের শক্তি 5s অরবিটালের চেয়ে কম হবে। অর্থাৎ, 4p < 5s।
সুতরাং, এই অপশনটি ভুল।

২. 6s < 4f

    
• 6s অরবিটালের জন্য: n = 6, l = 0; সুতরাং, n+l = 6+0 = 6
    
• 4f অরবিটালের জন্য: n = 4, l = 3; সুতরাং, n+l = 4+3 = 7

যেহেতু 6s অরবিটালের (n+l) এর মান (6) 4f অরবিটালের (n+l) এর মান (7) থেকে কম, তাই 6s অরবিটালের শক্তি 4f অরবিটালের চেয়ে কম হবে। অর্থাৎ, 6s < 4f।
সুতরাং, এই অপশনটি সঠিক।

৩. 3d < 4s

    
• 3d অরবিটালের জন্য: n = 3, l = 2; সুতরাং, n+l = 3+2 = 5
    
• 4s অরবিটালের জন্য: n = 4, l = 0; সুতরাং, n+l = 4+0 = 4

যেহেতু 4s অরবিটালের (n+l) এর মান (4) 3d অরবিটালের (n+l) এর মান (5) থেকে কম, তাই 4s অরবিটালের শক্তি 3d অরবিটালের চেয়ে কম হবে। অর্থাৎ, 4s < 3d।
সুতরাং, এই অপশনটি ভুল।

৪. 5d < 4f

    
• 5d অরবিটালের জন্য: n = 5, l = 2; সুতরাং, n+l = 5+2 = 7
    
• 4f অরবিটালের জন্য: n = 4, l = 3; সুতরাং, n+l = 4+3 = 7

যেহেতু উভয় অরবিটালের (n+l) এর মান সমান (7), তাই n এর মান তুলনা করতে হবে। 4f অরবিটালের n এর মান (4) 5d অরবিটালের n এর মান (5) থেকে কম। তাই, 4f অরবিটালের শক্তি 5d অরবিটালের চেয়ে কম হবে। অর্থাৎ, 4f < 5d।
সুতরাং, এই অপশনটি ভুল।