সৃজনশীলঃ ‘…’ রাজশাহী বোর্ড ২০২৩ – গুণগত রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

ম্যাগনেসিয়াম ($\text{Mg}$) এর ইলেকট্রন বিন্যাস:

$\mathrm{Mg}\left(12\right)=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^2$

যেহেতু $\text{Mg}$ এর শেষ অরবিটাল ($3s$) ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ, তাই হুন্ডের নীতি অনুসারে অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ অরবিটাল স্থিতিশীল হয়। তাই $\text{Mg}$ নতুন একটা ইলেকট্রন নিয়ে সেই স্থিতিশীলতা নষ্ট করতে মোটেই আগ্রহী না। এজন্য তার নতুন ইলেকট্রনের প্রতি কোনো আকর্ষণ নেই বলে নতুন ইলেকট্রন প্রবেশ করতে চাইলে বিকর্ষণ ঘটে। এর ফলে $\text{Mg}$ পরমাণুতে নতুন ইলেকট্রন সংযোজন শক্তির শোষণ ঘটে অর্থাৎ ইলেকট্রন আসক্তির মান ধনাত্মক হয়।

বোরতত্ত্ব অনুযায়ী, বর্ণালি সৃষ্টির ক্ষেত্রে যখন কোনো ইলেকট্রন একটি শক্তিস্তর হতে অন্য শক্তিস্তরে ধাপান্তরিত হয় তখন ঐ ইলেকট্রন দ্বারা নির্দিষ্ট পরিমাণ আলোক শক্তি শোষিত বা বিকিরিত হয়। এক্ষেত্রে উচ্চ শক্তিস্তর থেকে নিম্ন শক্তিস্তরে ইলেকট্রনের স্থানান্তর ঘটলে আলোক শক্তির বিকিরণ ঘটে।

উদ্দীপকের বিকিরণ বর্ণালিসমূহ হাইড্রোজেন ($H$) পরমাণুর। হাইড্রোজেন গ্যাসের মধ্যে উচ্চ শক্তির বিদ্যুৎ চালনা করলে হাইড্রোজেন অণু ($H_2$) প্রথমে $H$-পরমাণুতে পরিণত হয়। পরবর্তীতে $H$-এর অসংখ্য পরমাণুর ইলেকট্রনগুলো উৎস থেকে বিভিন্ন পরিমাণে শক্তি শোষণ করে বিভিন্ন উচ্চ শক্তিস্তরে যেমন : $n=2,3,4,5,6$ ইত্যাদিতে লাফিয়ে চলে। শক্তির উৎস সরিয়ে নিলে বোর তত্ত্বানুসারে, ইলেকট্রনগুলো বিভিন্ন উচ্চ শক্তিস্তর থেকে আলোক শক্তি বিকিরণ করে নিম্ন শক্তিস্তরে ফিরে আসে। বিভিন্ন উচ্চ শক্তিস্তরে থাকা ইলেকট্রন শক্তি বিকিরণ করে ১ম শক্তিস্তরে ফিরে আসলে $H$ - বর্ণালিতে যে রেখাসমূহ পাওয়া যায় তাদেরকে লাইমেন সিরিজ [$A$-সিরিজ] বলা যে রেখাসমূহ পাওয়া যায় তাদেরকে লাইমেন সিরিজ [$A$-সিরিজ) বলা হয়। অনুরূপভাবে উচ্চ শক্তিস্তর থেকে ইলেকট্রনসমূহ ২য় ও ৩য় শক্তিস্তরে ফিরে আসলে সৃষ্ট বর্ণালিকে যথাক্রমে বামার সিরিজ [$B$-সিরিজ) ও প্যাশ্চেন সিরিজ [$C$-সিরিজ] বলা হয়। এভাবে $H$-পরমাণুর ক্ষেত্রে উচ্চতর শক্তিস্তর থেকে ইলেকট্রনের শক্তি বিকিরণ করে নিম্ন শক্তিস্তরে লাফিয়ে চলার কারণে প্রদত্ত বর্ণালিসমূহ সৃষ্টি হয়।

উদ্দীপকের $\text{B}$ সিরিজ হলো বামার সিরিজ। এ সিরিজের সবগুলো রেখা দৃশ্যমান হবে। যেখানে জানা আছে দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সীমা হলো: $380nm-780nm$। নিচে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

এখানে,

$\begin{array}{cc}& n_1=2\\ & n_2=3\\ & R_H=1.09678\times {10}^{-2}\mathrm{nm}\end{array}$

১ম রেখাঃ

$\frac{1}{\lambda }=R_H(\frac{1}{n_{1}2}-\frac{1}{n_{2}2})$

বা, $\frac{1}{\lambda }=1.9678\times {10}^{-2}(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{3^2})$

বা, $\frac{1}{\lambda }=1.5233\times {10}^{-3}$

$\therefore \lambda =656.4\mathrm{cm}$ (দৃশ্যমান হবে)

২য় রেখাঃ

$\frac{1}{\lambda }=R_H(\frac{1}{n_{1}2}-\frac{1}{n_{2}2})n_1=2,n_2=4$

বা, $\frac{1}{\lambda }=109678(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{4^2})$

বা, $\frac{1}{\lambda }=20564.625\mathrm{cm}$

$\therefore \lambda =4.8627\times {10}^{-5}\mathrm{cm}$

$=4.8627\times {10}^{-7}m$

$=486.27\times {10}^{-9}m$

$=486.27\mathrm{nm}$ (দৃশ্যমান হবে)

৩য় রেখাঃ

$\frac{1}{\lambda }=R_H(\frac{1}{n_{1^2}}-\frac{1}{n_{2^2}})n_1=2,n_2=5$

বা, $\frac{1}{\lambda }=109678(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{5^2}){\mathrm{cm}}^{-1}$

বা, $\frac{1}{\lambda }=23032.38\mathrm{cm}$

$\therefore \lambda =4.3417\times {10}^{-5}\mathrm{cm}$

$=4.3417\times {10}^{-7}m$

$=434.17\times {10}^{-9}m$

$=434.17\mathrm{nm}$ (দৃশ্যমান হবে)

8র্থ রেখাঃ

$\frac{1}{\lambda }=R_H(\frac{1}{n_1^2}-\frac{1}{n_{2^2}})n_1=2,n_2=6$

বা, $\frac{1}{\lambda }=109678(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{6^2}){\mathrm{cm}}^{-1}$

বা, $\frac{1}{\lambda }=24372.88{\mathrm{cm}}^{-1}$

$\therefore \lambda =4.1029\times {10}^{-5}\mathrm{cm}$

$=4.1029\times {10}^{-7}m$

$=410.29\times {10}^{-9}m$

$=410.29\mathrm{nm}$ (দৃশ্যমান হবে)

৫ম রেখাঃ

$\frac{1}{\lambda }=R_H(\frac{1}{n_{1^2}}-\frac{1}{n_{2^2}})n_1=2,n_2=7$

বা, $\frac{1}{\lambda }=109678(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{7^2}){\mathrm{cm}}^{-1}$

বা, $\frac{1}{\lambda }=25181.17{\mathrm{cm}}^{-1}$

$\therefore \lambda =3.9712\times {10}^{-5}\mathrm{cm}$

$=3.9712\times {10}^{-7}m$

$=397.12\times {10}^{-9}m$

$=397.12\mathrm{nm}$ (দৃশ্যমান হবে)

দেখা যাচ্ছে যে, উদ্দীপকের $\text{B}$ সিরিজের সবগুলো রেখাই দৃশ্যমান হচ্ছে।