সৃজনশীলঃ ‘[এখানে X, Y,…’ ঢাকা বোর্ড ২০২২ – পদার্থের গঠন, রসায়ন (এসএসসি)

পরমাণুর কেন্দ্রের নাম নিউক্লিয়াস। নিউক্লিয়াসের ভিতরে প্রোটন ও নিউট্রন এবং বাইরে ইলেকট্রন অবস্থান করে। যেহেতু আপেক্ষিকভাবে ইলেকট্রনের ভর শূন্য ধরা হয়, কাজেই নিউক্লিয়াসের ভিতরে অবস্থিত প্রোটন ও নিউট্রনের ভরই পরমাণুর ভর হিসাবে বিবেচনা করা হয়। অর্থাৎ পরমাণুর সমস্ত ভর নিউক্লিয়াসে কেন্দ্রীভূত।”

উদ্দীপকের ১ম মৌলটি ${}_{17}X$ । অর্থাৎ X মৌলটি ক্লোরিন (Cl)।

দেওয়া আছে, Cl এর আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর 35.5 ।

জানা আছে,

$6.023\times {10}^{23}$ টি ক্লোরিন পরমাণুর ভর $=35.5g$

∴ 1টি ক্লোরিন পরমাণুর ভর $=\frac{35.5}{6.023\times {10}^{23}g}$

$\therefore 50$ টি ক্লোরিন পরমাণুর ভর $=\frac{35.5\times 50}{6.023\times {10}^{23}}g$

$=2.947\times {10}^{-21}g$

সুতরাং, উদ্দীপকের ১ম মৌলের 50টি পরমাণুর ভর $2.947\times {10}^{-21}g$ ।

উদ্দীপকের তথ্য মতে, ${}_{19}Y$ ও ${}_{21}Z$ মৌলদ্বয় যথাক্রমে পটাসিয়াম (K) ও স্ক্যানডিয়াম (Sc)। Sc(21) এর সর্বশেষ ইলেকট্রন 3d তে প্রবেশ করলেও K(19) এর সর্বশেষ ইলেকট্রন 3d তে প্রবেশ করে না। নিচে ইলেকট্রন বিন্যাসের সাহায্য এর কারণ বিশ্লেষণ করা হলো-

আউফবাউ নীতি অনুসারে, ইলেকট্রন প্রথমে নিম্নশক্তির অরবিটালে এবং পরে উচ্চশক্তির অরবিটালে গমন করে। দুটি অরবিটালের মধ্যে কোনটি নিম্নশক্তির আর কোনটি উচ্চশক্তির তা ( $n+l$ ) এর মানের ওপর নির্ভর করে। যার ( $n+l$ ) এর মান কম সেটি নিম্নশক্তির অরবিটাল। 3d এবং 4 s অরবিটালের জন্য ( $n+l$ ) এর মান নিম্নরূপ :

3d অরবিটালে : $n=3,l=2\therefore n+l=3+2=5$
4 s অরবিটালে : $n=4,l=0\therefore n+l=4+0=4$

সুতরাং, 3d এর চেয়ে 4s অরবিটালের শক্তি কম (4s < 3d) হওয়ায় পটাসিয়ামের 19 তম ইলেকট্রন 3d অরবিটালে না গিয়ে 4s অরবিটালে স্থান গ্রহণ করে। ফলে K(19) এর ইলেকট্রন বিন্যাস দাঁড়ায়$K\left(19\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^1!$

সুতরাং বলা যায়, 3d অপেক্ষা 4s অরবিটালের শক্তি কম হওয়ায় 19 তম ইলেকট্রনটি 3d তে প্রবেশ না করে 4s-এ প্রবেশ করে।

অপরদিকে Sc(21) এর ক্ষেত্রে সর্বশেষ ইলেকট্রন হলো 21 তম ইলেকট্রন। তাই Sc এর ইলেকট্রন বিন্যাসের ক্ষেত্রে '4s কম শক্তির অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ $\left(4s^2\right)$ করে সর্বশেষ ইলেকট্রন (21 তম ইলেকট্রন) 3d অরবিটালে প্রবেশ করে।

$Sc\left(21\right)=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{1}4s^2$

উপরের আলোচনা থেকে বলা যায়, 3d অরবিটালের শক্তি 4s অপেক্ষা বেশি হওয়ায় K এর সর্বশেষ ইলেকট্রন 3d তে না গিয়ে 4s এ যায় এবং Sc এর সর্বশেষ ইলেকট্রন 4s অরবিটাল পূর্ণ করে উচ্চ শক্তির 3d অরবিটালে প্রবেশ করে।