কোয়ান্টাম উপশক্তিস্তর বা অরবিটালের শক্তিক্রম ও আকৃতি

পরমাণুর মধ্যে ইলেকট্রন কীভাবে সাজানো থাকে, তা বোঝার জন্য কোয়ান্টাম উপশক্তিস্তর বা অরবিটালের ধারণাটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ। এই ধারণাটি আমাদের পরমাণুর গঠন, তার রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং পর্যায় সারণিতে তার অবস্থান সম্পর্কে অনেক কিছু জানতে সাহায্য করে।

কোয়ান্টাম উপশক্তিস্তর কী?

কোয়ান্টাম উপশক্তিস্তর হল নিউক্লিয়াসের চারপাশে ত্রিমাত্রিক অঞ্চল, যেখানে একটি ইলেকট্রন পাওয়া যাওয়ার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি। এই উপশক্তিস্তরগুলোর আকার এবং আকৃতি বিভিন্ন ধরনের হতে পারে।

অরবিটালের শক্তিক্রম

পরমাণুর মধ্যে বিভিন্ন উপশক্তিস্তরের শক্তি ভিন্ন ভিন্ন হয়। এই শক্তিক্রমটি ইলেকট্রন কীভাবে উপশক্তিস্তরগুলোতে সাজানো হবে তা নির্ধারণ করে। সাধারণত, নিম্ন শক্তিস্তরগুলো আগে পূর্ণ হয় এবং তারপর উচ্চ শক্তিস্তরগুলো পূর্ণ হয়।

শক্তিক্রমের একটি সাধারণ নিয়ম হল: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p

অরবিটালের আকৃতি

অরবিটালের আকৃতি বিভিন্ন ধরনের হতে পারে। সাধারণত s, p, d এবং f এই চারটি ধরনের অরবিটাল থাকে।

• s অরবিটাল: গোলাকার আকৃতির।
• p অরবিটাল: ডাম্বেল আকৃতির।
• d অরবিটাল: আরও জটিল আকৃতির, যেমন ক্লোভারলিফ বা ডাবল ডাম্বেল।
• f অরবিটাল: আরও জটিল আকৃতির।

কোয়ান্টাম সংখ্যা

কোয়ান্টাম সংখ্যা ব্যবহার করে আমরা কোনো একটি ইলেকট্রন কোন উপশক্তিস্তরে অবস্থান করছে তা নির্ণয় করতে পারি। মূলত চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যা আছে:

• প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n): শক্তিস্তর নির্দেশ করে।
• অজাইমুথাল কোয়ান্টাম সংখ্যা (l): উপশক্তিস্তর নির্দেশ করে (s, p, d, f)।
• চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা (m): অরবিটালের অবস্থান নির্দেশ করে।
• স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (s): ইলেকট্রনের স্পিন নির্দেশ করে।

কেন অরবিটালের শক্তিক্রম এবং আকৃতি জানা গুরুত্বপূর্ণ?

• ইলেকট্রন বিন্যাস: কোয়ান্টাম উপশক্তিস্তরের শক্তিক্রম জানা থাকলে আমরা কোনো একটি পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস নির্ধারণ করতে পারি।
• রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য: ইলেকট্রন বিন্যাস জানার মাধ্যমে আমরা কোনো একটি পরমাণুর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে অনেক কিছু জানতে পারি।
• পর্যায় সারণি: পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাসের উপর ভিত্তি করেই পর্যায় সারণির গঠন করা হয়েছে।

উদাহরণ: কার্বন পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস হল 1s² 2s² 2p². এখানে দেখা যাচ্ছে যে, কার্বনের সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরে 2টি ইলেকট্রন আছে এবং এই ইলেকট্রনগুলো 2p উপশক্তিস্তরে অবস্থান করছে।