সৃজনশীলঃ ‘(i) 29X…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২৩ – গুণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

জানা আছে, পর্যায় সারণির একটি নির্দিষ্ট পর্যায়ে বাম থেকে ডান দিকে পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে নিউক্লিয়ার চার্জ বৃদ্ধি পায় এবং পারমাণবিক আকার ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়। ফলে নিউক্লিয়াস থেকে বহিঃস্থ শক্তিস্তরের দূরত্ব কমে যায় এবং নিউক্লিয়াসের দিকে ইলেকট্রন আকর্ষণের ক্ষমতা বেড়ে যায়। এ জন্য তড়িৎ ঋণাত্মকতার মানও ক্রমান্বয়ে বাড়তে থাকে'। পর্যায় সারণির ২য় পর্যায়ের সর্বডানে অবস্থিত গ্রুপ 17 এর সবচেয়ে উপরে স্থান প্রাপ্ত মৌল হলো F। তাই সমযোজী যৌগ অণুতে শেয়ারকৃত ইলেকট্রনের উপর ফ্লোরিনের নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ সবচেয়ে বেশি হয়। অর্থাৎ ফ্লোরিনের (F) তড়িৎ ঋণাত্মকতা সর্বাধিক হয়।

উদ্দীপকের X মৌলটি কপার (Cu)। কেননা, Cu এর পারমাণবিক সংখ্যা 29। Cu মৌলটি আউফবাউ নীতির ব্যতিক্রম ইলেকট্রন বিন্যাস দেখায়। নিচে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

আউফবাউ নীতি অনুযায়ী, পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাসের সময় ইলেকট্রনসমূহ তাদের বিভিন্ন অরবিটালে শক্তির উচ্চ ক্রমানুসারে প্রবেশ করে। দুটি অরবিটালের মধ্যে কোনটি নিম্নশক্তির তা কোয়ান্টাম সংখ্যা n এবং সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা $l$ এর মান থেকে হিসাব করা হয়। ($n+l$) এর মান কম যে অরবিটালের, সেটিই নিম্নশক্তির অরবিটাল। আর ইলেকট্রন এই নিম্ন শক্তির অরবিটালে আগে প্রবেশ করবে। যেমন,

3d এর ক্ষেত্রে, $n+l=3+2=5$

4s এর ক্ষেত্রে, $n+l=4+0=4$

অর্থাৎ, 3d অপেক্ষা 4s এর শক্তি কম। তাই ইলেকট্রন প্রথমে 4s অরবিটালেই প্রবেশ করবে। এ নিয়মানুযায়ী Cu এর ইলেকট্রন বিন্যাস হবে।

$\mathrm{Cu}\left(29\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{9}4s^2$

কিন্তু জানা আছে, সমশক্তিসম্পন্ন অরবিটালসমূহ অর্ধপূর্ণ বা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ হলে সে ইলেকট্রন বিন্যাস অধিকতর সুস্থিতি অর্জন করে। এর ফলে $d^9{s}^2$ এর পরিবর্তে $d^{1}0s^1$ বিন্যাস অধিকতর স্থিতিশীল। এক্ষেত্রে $3d^{9}4s^2$ বিন্যাসে d অরবিটাল অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ কোনো অবস্থায় পড়ে না। তাই $4s^2$ থেকে 1টি ইলেকট্রন $3d^9$ অরবিটালে প্রবেশ করে $3d^{1}0$ ইলেকট্রনিক কাঠামো অর্জন করে, যা পূর্ণ। এটি অধিকতর স্থায়ী। এ কারণেই Cu এর ইলেকট্রন বিন্যাসে আউফবাউ নীতির ব্যতিক্রম ঘটেছে। এ নিয়ম অনুযায়ী, Cu(29) এর $e^{-}$ বিন্যাস $\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^1$

উদ্দীপকের A রশ্মি UV রশ্মি, B রশ্মি অদৃশ্য ও C রশ্মি দৃশ্যমান। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-

UV- রশ্মির 230 nm – 375 nm তরঙ্গ দৈর্ঘ্য জাল টাকা শনাক্ত করতে ব্যবহার করা হয়। আসল টাকায় Security device রূপে অপটিক্যাল সেন্সর ফসফোর (Phosphor) নামক বিশেষ রাসায়নিক পদার্থ ব্যবহৃত হয়। UV রশ্মির ক্ষুদ্র তরঙ্গ দ্বারা ফসফোর অণুর ইলেকট্রন উত্তেজিত হয়ে উচ্চতর শক্তিস্তরে উত্থিত হয়। পরে উচ্চ শক্তিস্তর থেকে ইলেকট্রন অধিক স্থায়ী নিম্ন শক্তিস্তরে ফেরার সময় বিমুক্ত ফোটন শক্তি দৃশ্যমান পরিসরে কম শক্তিযুক্ত অপেক্ষাকৃত বৃহৎ তরঙ্গের রশ্মি আলোক স্বতঃপ্রভাবকরূপে বিকিরিত হয়। ফলে দৃশ্যমান বর্ণালি দেখে আসল টাকা শনাক্ত করা হয়। এভাবে UV রশ্মি থেকে দৃশ্যমান বর্ণালি সৃষ্টি হয়।

অর্থাৎ, আসল টাকায় অদৃশ্য বিশেষ ফসফোর কালি ব্যবহৃত হওয়ায় UV রশ্মির সংস্পর্শে নির্দিষ্ট বর্ণের দৃশ্যমান আলো ফুটিয়ে তোলে। অপরদিকে জাল টাকায় অদৃশ্য বিশেষ ফসফোর কালি না থাকায় UV রশ্মির প্রভাবে ঐ নির্দিষ্ট বর্ণের দৃশ্যমান আলো বিকিরণ করবে না।