সৃজনশীলঃ ‘(i) 4f, 4p,…’ চট্টগ্রাম বোর্ড ২০২৩ – পদার্থের গঠন, রসায়ন (এসএসসি)

Ar একটি স্থিতিশীল মৌল। কারণ, ${}_{18}\mathrm{Ar}$ এর $\left(1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^6\right)$ সর্ববহিঃস্থ স্তরে ইলেকট্রন দ্বারা অষ্টক পূর্ণ থাকে, যা অত্যন্ত সুস্থিত। এ সুস্থিত ইলেকট্রন বিন্যাস ভাঙতে অনেক শক্তির প্রয়োজন। ডাই Ar স্বাভাবিক অবস্থায় কোনো মৌলের সাথে যুক্ত হয় না। অর্থাৎ বহিঃস্থ স্তরের সুবিন্যস্ত ইলেকট্রন বিন্যাসের কারণে Ar স্থিতিশীল হয়।

দৃশ্য (ii) এ দেওয়া আছে,

নিউক্লিয়াসের প্রকৃত ভর $=5.357\times {10}^{-23}g$

নিউট্রন সংখ্যা $=17$

ধরি, প্রোটন সংখ্যা $=x$

প্রশ্মমতে, প্রোটনের ভর + নিউট্রনের ভর = নিউক্লিয়াসের ভর

বা, $(x\times 1.673\times {10}^{-24})+(17\times 1.675\times {10}^{-24})=5.357\times {10}^{-23}$

বা, $x\times 1.673\times {10}^{-24}=5.357\times {10}^{-23}-2.8475\times {10}^{-23}$

বা, $x=\frac{2.5095\times {10}^{-23}}{1.673\times {10}^{-24}}=15$

$\therefore x=15$

অর্থাৎ মৌলটির প্রোটন সংখ্যা তথা পারমাণবিক সংখ্যা 15 ।

সুতরাং, (ii) নং এর মৌলটি ফসফরাস (P)।

উদ্দীপকের দৃশ্য (i)-এ $4f,4p$ ও $4d$ অরবিটাল বিদ্যমান। নিচে এদের শক্তির ক্রম বিশ্লেষণ করা হলো-

আউফবাউ নীতি অনুসারে, "যে অরবিটালের শক্তি কম সেই - অরবিটালে ইলেকট্রন আগে প্রবেশ করবে এবং যে অরবিটালের শক্তি বেশি সেই অরবিটালে ইলেকট্রন পরে প্রবেশ করবে।" অরবিটালের মধ্যে কোনটির শক্তি কম আর কোনটির শক্তি বেশি তা অরবিটাল দুটির প্রধান শক্তিস্তরের মান $\left(n\right)$ ও উপশক্তিস্তরের মান $\left(l\right)$ এর যোগফলের উপর নির্ভর করে। যে অরবিটালের $(n+l)$ এর মান কম সেই অরবিটালের শক্তি কম এবং সেই অরবিটালে ইলেকট্রন আগে প্রবেশ করবে। অপরদিকে $(n+l)$ এর মান যে অরবিটালের বেশি তার শক্তিও বেশি এবং সেই অরবিটালে ইলেকট্রন পরে প্রবেশ করবে।

$4f$ অরবিটালের ক্ষেত্রে, $n+l=4+3=7$
$4p$ অরবিটালের ক্ষেত্রে, $n+l=4+1=5$
$4d$ অরবিটালের ক্ষেত্রে, $n+l=4+2=6$

যেহেতু $4f$ অরবিটালের $(n+l)$ এর মান বেশি, এজন্য $4f$ অরবিটালের শক্তি সবচেয়ে বেশি। অপরদিকে $4p$ অরবিটালের $(n+l)$
এর মান সবচেয়ে কম, তাই এর শক্তিও সবচেয়ে কম।

সুতরাং অরবিটালগুলোর শক্তির ক্রম:
$4f>4d>4p$