ক্যালসিয়ামকে মৃৎক্ষার ধাতু বলা হয় কেন? ব্যাখ্যা কর।

মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে পর্যায় সারণিতে তার অবস্থান নির্ণয় করা যায়। ইলেকট্রন বিন্যাসের মাধ্যমে মৌলের সর্বশেষ শক্তিস্তর এবং শেষ ইলেকট্রনটি যে উপশক্তিস্তরে প্রবেশ করে, তা থেকে পর্যায় ও গ্রুপ সংখ্যা জানা সম্ভব হয়। একটি মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাসে সর্বোচ্চ প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যাই তার পর্যায় নির্দেশ করে।

উদ্দীপকে উল্লিখিত P মৌলের নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা ২১। আমরা জানি, পারমাণবিক সংখ্যা মৌলের প্রোটন সংখ্যা নির্দেশ করে। সুতরাং, P মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা ২১। P মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹।

P মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে দেখা যায়, এর সর্বোচ্চ প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা হলো ৪ (4s²)। তাই মৌলটি চতুর্থ পর্যায়ে অবস্থিত। শেষ ইলেকট্রনটি d-উপস্তরে প্রবেশ করায় এটি একটি d-ব্লক মৌল। d-ব্লক মৌলসমূহের ক্ষেত্রে গ্রুপ সংখ্যা নির্ণয় করার জন্য সর্বশেষ প্রধান শক্তিস্তরের s অরবিটালের ইলেকট্রন সংখ্যা এবং এর পূর্ববর্তী প্রধান শক্তিস্তরের d অরবিটালের ইলেকট্রন সংখ্যা যোগ করা হয়। এখানে, 4s অরবিটালে ২টি এবং 3d অরবিটালে ১টি ইলেকট্রন আছে। সুতরাং, গ্রুপ সংখ্যা = (২+১) = ৩। অর্থাৎ, P মৌলটি পর্যায় সারণির ৪র্থ পর্যায়ের ৩ নং গ্রুপে অবস্থিত।

উদ্দীপক অনুসারে, Q মৌলের প্রোটন সংখ্যা 29 এবং R মৌলের প্রোটন সংখ্যা 18। মৌলসমূহের ইলেকট্রন বিন্যাস সাধারণত আউফবাউ (Aufbau) নীতি, হুন্ডের (Hund) নীতি এবং পাউলির (Pauli) বর্জন নীতি মেনে চলে। তবে কিছু ব্যতিক্রমও দেখা যায়, যা স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য ঘটে থাকে। এখানে Q এবং R মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস স্বাভাবিক নিয়ম মেনে চলে কি-না তা বিশ্লেষণ করা হলো।

Q মৌলের প্রোটন সংখ্যা 29, যা কপার (Copper) মৌলের প্রতীকী নাম। আউফবাউ নীতি অনুসারে কপারের ইলেকট্রন বিন্যাস হওয়ার কথা \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^9 4s^2\)। কিন্তু প্রকৃতপক্ষে, কপার একটি ব্যতিক্রমী মৌল। এর ইলেকট্রন বিন্যাস হয় \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^1\)। এর কারণ হলো, পূর্ণ বা অর্ধপূর্ণ d-অরবিটাল অধিক স্থিতিশীলতা লাভ করে। এক্ষেত্রে, \(3d^9 4s^2\) এর পরিবর্তে \(3d^{10} 4s^1\) বিন্যাসে 3d অরবিটালটি সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ থাকে এবং এটি মৌলটিকে অধিক স্থিতিশীলতা প্রদান করে। অতএব, Q মৌলটির ইলেকট্রন বিন্যাস স্বাভাবিক আউফবাউ নীতি মেনে চলে না।

R মৌলের প্রোটন সংখ্যা 18, যা আরগন (Argon) মৌলের প্রতীকী নাম। আউফবাউ নীতি অনুসারে আরগনের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6\)। আরগন একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস এবং এর সর্বশেষ শক্তিস্তরে 8টি ইলেকট্রন থাকে (p-অরবিটাল সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ)। এটি স্থিতিশীল অষ্টক পূর্ণ করে এবং আউফবাউ নীতিসহ ইলেকট্রন বিন্যাসের সকল স্বাভাবিক নিয়ম সম্পূর্ণরূপে মেনে চলে। এখানে কোনো ব্যতিক্রম ঘটে না। অতএব, R মৌলটির ইলেকট্রন বিন্যাস স্বাভাবিক নিয়ম মেনে চলে।

উপরিউক্ত বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে, Q মৌল (কপার) এর ইলেকট্রন বিন্যাস স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য স্বাভাবিক আউফবাউ নীতির ব্যতিক্রম প্রদর্শন করে, অর্থাৎ এটি স্বাভাবিক নিয়ম মেনে চলে না। অন্যদিকে, R মৌল (আরগন) এর ইলেকট্রন বিন্যাস স্বাভাবিক আউফবাউ নীতি সম্পূর্ণরূপে মেনে চলে এবং কোনো ব্যতিক্রম প্রদর্শন করে না।