সৃজনশীলঃ ‘…’ যশোর বোর্ড ২০১৯ – গুণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

পানির স্ফুটনাঙ্ক 100°C এবং H2S এর স্ফুটনাঙ্ক - 60°C। এর প্রধান কারণ হলো- হাইড্রোজেন বন্ধন। পানির অণু পোনার এবং HS এর অণু অপোলার। পোলার অণু পানিতে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন সম্ভব হলেও অপোলার অণু H2S এ H-বন্ধন গঠন সম্ভব নয়।

হাইড্রোজেন বন্ধনের কারণেই পানি তরল অবস্থায় বিরাজ করে।। হাইড্রোজেন বন্ধন না থাকলে পানি HS এর ন্যায় গ্যাসীয় অবস্থায় বিরাজ করে। সুতরাং হাইড্রোজেন বন্ধনের কারণে পদার্থের ভৌত অবস্থার  পরিবর্তন ঘটে। হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতির কারণে পানির অণুসমূহ পরস্পরকে আকর্ষণ করে গুচ্ছ আকারে সংঘবন্ধ থাকে। ফলে আন্তঃআণবিক দূরত্ব কমে যাওয়ায় পানি তরল অবস্থা  প্রাপ্ত হয়।

অপরদিকে H2S অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন সম্ভব নয় বলে এরা পৃথক অণু হিসেবে গ্যাসীয় অবস্থায় থাকে। H2S অণুসমূহের মধ্যে দুর্বল ভ্যানডার ওয়ালস বলের উপস্থিতি রয়েছে ।

উদ্দীপকে মূলত পারমাণবিক রেখা বর্ণালীর উল্লেখ করা হয়েছে। পারমাণবিক রেখা বর্ণালীর সাহায্যে মৌল সনাক্ত করা যায়। নিচে তা আলোচনা করা হলো-

কোন মৌলকে নিম্নচাপে রেখে তাপ বা বিদ্যুৎক্ষরণ দ্বারা উদ্দীপিত করলে, ঐ মৌলের ইলেকট্রনগুলো শক্তি শোষণ করে নিম্ন শক্তির অরবিটাল হতে উচ্চ শক্তির অরবিটালে গমন করে। খুব অল্প সময়ের ব্যবধানে ইলেকট্রনগুলো শক্তি বিকিরণ করে নিম্নশক্তির অরবিটালে নেমে আসে। এ বিকীর্ণশক্তিকে বর্ণালীবীক্ষণ যন্ত্রের সাহায্যে বিশ্লেষণ করলে যন্ত্রের ফটোগ্রাফিক প্লেটে বিভিন্ন রঙিন বা বর্ণহীন রেখার সমাহার পাওয়া যায়। এ রেখার সমাহারই মূলত রেখা বর্ণালী বা পারমাণবিক বর্ণালী। আদর্শ রেখা বর্ণালী সৃষ্টির জন্য Ru পাউডার ব্যবহার করা হয়। Ru পাউডারে প্রায় ৫০টি মৌল থাকে এবং এ পাউডার থেকে সৃষ্ট বর্ণালীতে বিভিন্ন মৌলের জন্য নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের রেখা থাকে।

কোন অজ্ঞাত মৌল বা নমুনাকে উদ্দীপিত করে বর্ণালী সৃষ্ট করলে বর্ণালীতে অসংখ্য রেখার উৎপত্তি হয়। বর্ণালীতে সৃষ্ট কিছু উজ্জ্বল রেখার কোন পরিবর্তন হয় না, এধরনের রেখাকে নাছোড় রেখা বলে। এ নাছোড় রেখার নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য থাকে এবং এ রেখাকে আদর্শ পারমাণবিক রেখা বর্ণালীর সাথে তুলনা করে মৌল সনাক্ত করা হয়। যেমন- সোডিয়াম ধাতুকে নিম্নচাপে কাঁচ পাত্রে, সংরক্ষণ করে তার ভেতর তড়িৎক্ষরণ করলে হলুদ বর্ণের আলো বিকিরিত হয়। এ হলুদ বর্ণের আলোককে বর্ণালীবীক্ষণ যন্ত্রে বিশ্লেষণ করলে সবুজ বর্ণের একটি উজ্জ্বল রেখা বর্ণালীবীক্ষণ যন্ত্রের ফটোগ্রাফিক প্লেটে দৃশ্যমান হয়। সবুজ বর্ণের এ রেখা দ্বারা এভাবে সোডিয়াম ধাতু সনাক্ত করা হয়।

বোরের তত্ত্বের সাহায্যে হাইড্রোজেনের পারমাণবিক বর্ণালিতে রেখাগুচ্ছের যে পাঁচটি সারি দেখা যায় তাদের উৎস সম্পর্কে যুক্তিপূর্ণ ব্যাখ্যা পাওয়া যায়। সাধারণ অবস্থায় হাইড্রোজেন পরমাণুতে আবর্তনশীল ইলেকট্রনটি সর্বনিম্ন শক্তিস্তরে (n = 1) অবস্থান করে। একে বলা হয় ঐ পরমাণুর ভূমিস্তর অবস্থা (ground state)। কিন্তু বাইরে থেকে কোনো শক্তি (যেমন- তাপ বা আলোক) শোষণ করে। হাইড্রোজেন পরমাণুটি উত্তেজিত অবস্থায় এলে এর K (n = 1 ) কক্ষের ইলেকট্রনটি উচ্চতর শক্তিবিশিষ্ট যে কোনো কক্ষে | যেমন- Lin = 2). M(n 3), N(n 4). ইত্যাদি] চলে যেতে পারে। এখন যেহেতু কিছু পরিমাণ হাইড্রোজেন গ্যাসের মধ্যে অসংখ্য পরমাণু বর্তমান। তাই ভিন্ন ভিন্ন পরমাণুর ইলেকট্রন ভিন্ন ভিন্ন পরিমাণ শক্তি (কোয়ান্টা) শোষণ করে, ভিন্ন ভিন্ন শক্তি স্তরে উন্নীত হয়। এরপর বাহ্যিক শক্তির উৎস সরিয়ে নিম্নে ঐ ইলেকট্রনগুলি পুনরায় নিয়তর শক্তি বিশিষ্ট যেকোনো কক্ষপথে ফিরে আসে এবং বর্জিত শক্তি বিভিন্ন কম্পাঙ্কের বিকিরণরূপে নির্গত হয়ে বর্ণালিতে রেখার আকারে দেখা দেয়।

সুতরাং দেখা যায়, হাইড্রোজেন পরমাণুতে একটি মাত্র ইলেকট্রন থাকলেও ঐ ইলেকট্রনটির জন্য অনেকগুলি সম্ভাব্য কক্ষপথ বর্তমান। এই কারণে হাইড্রোজেনের বর্ণালিতে অনেকগুলি রেখা পাওয়া যায়। নিম্নে বোর মডেল অনুসারে হাইড্রোজেনের বিকিরণ বর্ণালীর উৎসের চিত্র দেখানো হল-

চিত্র: বোর পরমাণু মডেল অনুসারে হাইড্রোজেনের বিকিরণ বর্ণালীর উৎস