গুণগত রসায়ন - গুণগত রসায়ন কি ? অধ্যায়ের ভূমিকা ও সামগ্রিক আলোচনা ।

গুণগত রসায়ন Map
Topics-

✓ গুণগত রসায়ন কি ? অধ্যায়ের ভূমিকা ও সামগ্রিক আলোচনা ।

✓ পরমাণুর গঠন ও তার মূল কণিকাসমূহ
*স্থায়ী মূল কণিকার (A to Z)*

✓ আইসোটোপ , আইসোটোন, আইসোবার, আইসোইলেক্ট্রনিক

✓ পরমাণুর মডেল ও প্রাথমিক ধারণা
*রাদারফোর্ড পরমাণু মডেল*
*বোর পরমাণু মডেল*
( সফলতা ও সীমাবদ্ধতা সহ)

[Mathematical terms - কৌণিক ভরবেগ , শক্তিস্তরের ব্যাসার্ধ , তরঙ্গ দৈর্ঘ্য, ইলেকট্রন/তরঙ্গ/ফোটন শক্তি , কম্পাঙ্ক ইত্যাদি ]


✓ হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি
✓ ডিব্রগলি সমীকরণ
✓ শ্রোডিঞ্জারের তরঙ্গ সমীকরণ

✓ কোয়ান্টাম সংখ্যা ( A to Z )
(*অরবিট ও অরবিটাল - (উপশক্তিস্তরের শক্তিক্রম ) আকার আকৃতি ও বিস্তারিত* )
(• বিভিন্ন উপস্তর এবং ইলেকট্রন ধারণ ক্ষমতা)

✓ পারমাণবিক সংখ্যা , পারমাণবিক ভর সংখ্যা ও আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর

✓ ইলেকট্রন বিন্যাস সম্পর্কিত নীতিসমূহ
*পলির বর্জন নীতি*
*আউফবাউ নীতি*
*হুন্ডের নীতি*
• ইলেকট্রন বিন্যাসের সুস্থিতিশীলতা

✓ দ্রাব্যতা ও এ সম্পর্কিত আলোচনা, দ্রাব্যতা নীতি , দ্রাব্যতা গুণফল ও আয়নিক গুণফল

✓ বর্ণালী সংক্রান্ত আলোচনা (তড়িৎ চুম্বকীয় বর্ণালী)
শ্রেণীবিভাগ • তরঙ্গ দৈর্ঘ্য অনুসারে বর্ণালী
• বৈশিষ্ট্য অনুসারে বর্ণালী
• পদার্থের গঠন অনুসারে বর্ণালী
* হাইড্রোজেন বর্ণালী ও হাইড্রোজেন পরমাণুতে ইলেকট্রনের স্থানান্তর
*বর্ণালীর বিভিন্ন সিরিজ

==• *IR* *MRI*
• Use of *UV* ray

এই পাঠের উপর PDF ডাউনলোড করতে এখানে ক্লিক করুন ।

Lecture 1 - গুণগত রসায়নঃ ইতিহাস , পরমাণু ও পরমাণুর মূল কণিকা এবং কোয়ার্কসের ধারণা । RIFAT

ভূমিকাঃ
আমাদের চারপাশে যা কিছু আছে সে সবকিছুই এমনকি আমাদের শরীরও কি দিয়ে তৈরি ? অর্থাৎ সবথেকে ক্ষুদ্রতম অংশটি কি? এত ক্ষুদ্র যে যেটাকে আর বিশ্লেষণ করা যায় না ! হ্যাঁ এটাই পরমাণু । প্রাচীনকালে দার্শনিকরা ভাবতো যে মাটি , পানি , বায়ু এবং আগুন ইত্যাদি মৌলিক পদার্থ ! আর অন্য সকল পদার্থই এগুলোর সংমিশ্রণে তৈরি !
পদার্থের এই গাঠনিক ক্ষুদ্রতম অংশ নিয়ে অনেক বড় ইতিহাস , অনেক বড় মতভেদ আছে কিন্তু যদি আমাদের সংক্ষেপে বলতে হয় তাহলে প্রথমেই গ্রীস দার্শনিক ডেমোক্রিটাস এর কথা আসবে । খ্রিষ্টপূর্ব চারশো অব্দে (মতান্তরে খ্রিস্টপূর্ব 500 অব্দে) তিনি পদার্থের ক্ষুদ্রতম গাঠনিক কনিকা সম্পর্কে ধারণা দেন । তার মতে , প্রত্যেক পদার্থের একক রয়েছে যা অতিশয় ক্ষুদ্র এবং অবিভাজ্য এবং যাকে ভাঙলে সেই পদার্থ ছাড়া অন্য কোন পদার্থ পাওয়া যায় না এক কথায় মৌলিক কণা - এর নাম দেন এটম (গ্রিক শব্দ - 'Atomos' যার অর্থ অবিভাজ্য ।
কিন্তু তখন এটি প্রমাণ করতে না পারায় ও বিভিন্ন কারণে তার মতামতকে প্রত্যাখ্যান করা হয় ।
পরবর্তীতে 1803 সালে ব্রিটিশ বিজ্ঞানী জন ডাল্টন বিভিন্ন পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে ডেমোক্রিটাসের মতবাদের অনুরূপ ( অবিভাজ্য ) মতবাদ প্রতিষ্ঠা করেন । তিনি দার্শনিক ডেমোক্রিটাসের সম্মানে এক কণার নাম দেন এটম । যার অর্থ পরমাণু ।
কিন্তু পরবর্তীতে প্রমাণিত হয় যে পরমাণুও অবিভাজ্য নয় । এ অধ্যায়ে পরমাণুর গঠন ও পরমাণুর সম্পর্কিত বিস্তারিত আলোচনা করা হবে ।

✓ পরমাণু কি ???
মৌলিক পদার্থের(গাঠনিক একক) ক্ষুদ্রতম কণা , যার মধ্যে মৌলের গুণাগুণ বিদ্যমান , তাকে পরমাণু বলে । অধিকাংশ পরমাণুরই স্বাধীন অস্তিত্ব নেই এবং অধিকাংশ পরমাণু ক্ষুদ্রতম কণা হিসেবে রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে।

পরমাণু অবিভাজ্য নয় । এই পরমাণু কে ভাঙলেই আবার তিন ধরনের কনিকা পাওয়া যায় । এই অতি ক্ষুদ্র কনিকা যা মূল উপাদান হিসেবে পরমাণু তে উপস্থিত থাকে অর্থাৎ যে সকল নিরতিশয় ক্ষুদ্র কনিকা দ্বারা গঠিত তাদের পরমাণুর মূল কণিকা বলে ।

মূল কণিকা তিন প্রকার । যথাঃ

স্থায়ী মূল কণিকা ( যা সব পরমাণুতেই স্থায়ীভাবে থাকে - প্রোটন , নিউট্রন ও ইলেক্ট্রন )

অস্থায়ী মূল কণিকা ( খুবই অল্প সময়ের জন্য পরমাণু তে অস্থায়ী ভাবে উপস্থিত - নিউট্রিনো, এন্টিনিউট্রিনো , মেসন , পজিট্রন , পাইওন , মিউওন ইত্যাদি )

কম্পোজিট কনিকা ( এদুটি ছাড়াও আরো এক ধরনের কণিকার উপস্থিতি দেখা যায় এরা- আলফা কণা , ডিউটেরণ কনিকা )

স্থায়ী মূল কণিকাঃ

ইলেকট্রনঃ
• চিহ্নঃ e- , B- ( beta - )
•গবেষনা করেন এবং নাম প্রদান করেন - বিজ্ঞানী স্টোনি( ১৮৯১ )
•পরমাণুতে এর অস্তিত্ব প্রমাণ করেন -বিজ্ঞানী জে জে টমসন ( ক্যাথোড রশ্মি পরীক্ষার সাহায্যে, ১৮৯৭ )
•একক ঋণাত্মক চার্জ বিশিষ্ট কণা ।
•চার্জ - -1.6×10^-19 coulomb
- 4.8029×10^-10 e.s.u ( electrostatic system of unit - CGS )
- 1.6×10^-20 e.m.u( electromagnetic unit)

•স্থায়ী মূল কণিকা মধ্যে সবথেকে ক্ষুদ্রতম এবং এর ভর হাইড্রোজেন পরমাণুর মোট ভরের ১৮৩৬ ভাগের এক ভাগ ।
•প্রকৃত ভর - 9.1085×10^-28g
•বেটা রশ্মি হলো উচ্চগতিসম্পন্ন শক্তিশালী ইলেকট্রনের বিচ্ছুরণ ।
•ইলেকট্রনের এন্টিম্যাটার হলো পজিট্রন , যার চার্জ পজেটিভ (+) । শুধু মাত্র এর চার্জ ইলেকট্রন এর বিপরীত । প্রতীকঃ e+ , B- ( Beta -)
• শুধুমাত্র ইলেকট্রন কোয়ার্ক দিয়ে গঠিত নয় , বরং এটা কোয়ার্ক এর মত মৌলিক ।

( Protons and neutrons are made of quark , but electron and quarks are fundamental )

প্রোটন এবং নিউট্রনকে বিশ্লেষণ করলে আবার কোয়ার্ক পাওয়া যায় । অর্থাৎ প্রোটন এবং নিউট্রন কোয়ার্ক দ্বারা গঠিত ।
( Protons and neutrons are not fundamental particle )
Electric charge of quark - +2/3 and -1/3

( There are 6 types of quarks such as - Up , Down , strange, charm , bottom and top )

Up quark's charge - +2/3
Down quark's charge- -1/3

প্রোটন গঠিত হয় দুইটা আপ কোয়ার্ক এবং একটা ডাউন কোয়ার্কের সমন্বয়ে ।
Proton - 2× up quark + 1 Down quark
Net charge - 2×+2/3 + -1/3 = +1

নিউটন গঠিত একটা আপ কোয়ার্ক এবং দুইটা ডাউন কোয়ার্কের সমন্বয়ে ।
Neutron- 1 Up quark + 2 down quarks
Net charge - +2/3 + 2×-1/3 =0

প্রোটনঃ
• চিহ্নঃ p , p+ , H+ , N+
• অস্তিত্ব পর্যবেক্ষণ করেন বিজ্ঞানী ইউগেন গোল্ডস্টেইন । ( ক্যানাল রশ্মি পরীক্ষায় ( অ্যানোড রে), ১৮৮৬ )

• নিউক্লিয়াসের মধ্যে অস্তিত্ব লক্ষ করেন এবং নামকরণ করেন - আর্নেস্ট রাদারফোর্ড (১৯১৭-১৯২০) / ১৯১৯ ।

• পরমাণুর কেন্দ্রে নিউক্লিয়াসে অবস্থিত ।
• একক ধনাত্মক চার্জ বিশিষ্ট ।
• হাইড্রোজেন পরমাণুর এক প্রোটন ও এক ইলেকট্রন বিশিষ্ট , নিউট্রনহীন সবচেয়ে হালকা পরমাণু । এ থেকে একটা ইলেকট্রন সরিয়ে নিলে শুধুমাত্র একটা ধনাত্মক চার্জবাহী প্রোটন থাকে ।
• তাই প্রোটন কে H+ দ্বারা প্রকাশ করা যায় ।
• প্রোটন এর আপেক্ষিক ১ একক , প্রায় হাইড্রোজেন (1.00757 ) এর সমান ।
• প্রকৃত ভর 1.672×10^-24 g
• এর প্রকৃত চার্জ +1.6×10^-19 Columbus
• যেহেতু পরমাণু সামগ্রিকভাবে বিদ্যুৎ নিরপেক্ষ তাই এতে ইলেকট্রনের সমানসংখ্যক প্রোটন এবং ইলেকট্রনের সমান এবং বিপরীত চার্জ বিশিষ্ট প্রোটন থাকে ।
• পরমাণুতে অবস্থিত প্রোটনের সংখ্যাকে পারমাণবিক সংখ্যা বলে । এই পারমাণবিক সংখ্যাই মৌলের অদ্বিতীয় পরিচয় বহন করে ।
• পারমাণবিক সংখ্যা কে Z দ্বারা প্রকাশ করা হয় ।
• একই পারমাণবিক সংখ্যা পর্যায় সারণির একটি ঘর দখল করে অর্থাৎ যাদের পারমাণবিক সংখ্যা এ কি তারা সবাই একই মৌল ।
( লক্ষণীয়ঃ যেসকল পরমাণুর পারমাণবিক সংখ্যা একই কিন্তু নিউট্রন সংখ্যা এবং ভর সংখ্যা পরস্পর ভিন্ন , তাদেরকে একে অপরের আইসোটোপ বলে । )

নিউট্রনঃ
n/N দ্বারা প্রকাশ করা হয় ।
নিউক্লিয়াসে অবস্থিত ।
দুইটা ডাউন কোয়ার্ক এবং একটি আপ কোয়ার্ক নিয়ে নিউট্রন তৈরি হয় ।
আবিষ্কারকঃ বিজ্ঞানী চ্যাডউইক (১৯৩২)
আধানঃ ০ (নিরপেক্ষ)
ভরঃ প্রোটনের থেকে সামান্য একটু বেশি ( 1.0089 amu) 1.675×10^-24g
যে সকল মৌলের নিউট্রন সংখ্যা সমান কিন্তু প্রোটন সংখ্যা ও ভর সংখ্যা ভিন্ন তাদেরকে একে অপরের আইসোটোন বলে ।

পরমাণুর কেন্দ্রে নিউক্লিয়াসে অসংখ্য প্রোটন নিজেদের ভেতর প্রচুর বিকর্ষণ সৃষ্টি করার কথা । এখন প্রশ্ন হলো এরা কীভাবে নিউক্লিয়াসের ভেতর একইসাথে অবস্থান করতে পারে ?
পাই মেসন বা মেসন কণা পরমাণুর অস্থায়ী মূল কনিকা । এরা নিউক্লিয়াসের মধ্যে প্রোটন এবং নিউট্রন কে ধরে রাখে । প্রোটন এবং নিউট্রন ক্রমাগত পরিবর্তন হতে থাকে । পাই মেসন কণার ফলে এটি ঘটে থাকে । এটি কোয়ার্ক এবং এন্টি কোয়ার্ক দিয়ে তৈরি । প্রোটন থেকে পাইমেসন বের হয়ে নিউট্রনে পরিণত হয় এবং নিউট্রনে পাই মেসন যুক্ত হয়ে প্রোটনে পরিণত হয় । এরূপ পারস্পরিক রূপান্তর এর ফলে প্রচুর পরিমাণ শক্তিশালী নিউক্লিয়ার বল উৎপন্ন হয় । এই বলে এতই বেশি যে , সেই বল দ্বারা প্রোটন গুলো পরস্পরকে বিকর্ষণ করে তার থেকে অনেক অধিক বল দিয়ে মেসন কণা এদেরকে নিউক্লিয়াসের ভেতর ধরে রাখে ।

বিটা ক্ষয়ের ফলে -
n = p + e- (electron)+ ve* ( electron anti neutrono)
p = n + e+(positron) + Ve ( electron neutrono)

 অধ্যায়ের তথ্য কণিকাঃ 

বোরের তত্ত্ব প্রযোজ্য নয়— একের অধিক ইলেকট্রন বিশিষ্ট পরমাণু বা আয়নের ক্ষেত্রে।

পরমাণুর চারদিকে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রন আচরণ করে- কণা ও তরঙ্গ হিসাবে।

পরমাণুতে n তম প্রধান শক্তিস্তরের জন্য মোট ইলেকট্রন সংখ্যা 2n^2 ও অরবিটাল সংখ্যা n^2 ।

n তম প্রধান শক্তিস্তরের জন্য l এর মান 0 থেকে n-l পর্যন্ত । 

m এর মান –l হতে 0 সহ +- l পর্যন্ত ও 

s এর মান m এর প্রতিটি মানের জন্য +-1/2

 এখানে, / = সহকারী বা অ্যাজিমুথাল কোয়ান্টাম সংখ্যা; 

 m = চুম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা; 

 s = স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা।

অ্যাজিমুথাল কোয়ান্টাম সংখ্যা প্রকাশ করে— পরমাণুর আকৃতি।

যে কোনো উপস্তরে অরবিটাল সংখ্যা - (2l + 1)

একটি ns অরবিটালে নোড থাকতে পারে - (n-1) সংখ্যক।

অরবিটালসমূহে ইলেকট্রন বিন্যস্ত হয়— আউফবাউ নীতি অনুসারে।

আউফবাউ নীতি অনুসারে পরমাণুর ইলেকট্রনগুলো উহার অরবিটালে শক্তির নিম্ন হতে উচ্চক্রম অনুসারে প্রবেশ করে। অরবিটালের শক্তি (n + /) এর মান দ্বারা নির্ধারিত হয়।

.......... Download the full PDF ( click here )