পদার্থের গঠন

 পদার্থের গঠন (Structure Of Matter)

Science New Shyllabus-2024 Hand Note/ Goudie

নবম শ্রেণীর বিজ্ঞান-2024

2024 সালের নতুন হ্যান্ড নোট বিজ্ঞান

জাতীয় শিক্ষাক্রম ও পাঠ্যপুস্তক বোর্ড কর্তৃক জাতীয় শিক্ষাক্রম- ২০২২ অনুযায়ী প্রণীত এবং ২০২৪ শিক্ষাবর্ষ থেকে নবম শ্রেণির জন্য নির্ধারিত পাঠ্যপুস্তক বিজ্ঞান

অধ্যায় :5

পদার্থের গঠন

অধ্যায় 5:পদার্থের গঠন

 ২.১ পরমাণুর কণাসমূহ

প্রোটন (Proton)

প্রোটন হলো ধনাত্মক বা পজিটিভ চার্জযুক্ত পরমাণুর একটি মূল কণিকা যার চার্জ বা আধানের পরিমাণ +1.602 × 10-19কুলম্ব। প্রোটন আবিষ্কারের কৃতিত্ব আর্নেস্ট রাদারফোর্ড (Ernest Rutherford) কে দেওয়া হয়। নিচে প্রোটনের আরও কিছু বৈশিষ্ট্য দেওয়া হলো:love33

• ১) একটি প্রোটনের ভর 1.673 × 1027 kg।
• ২) হাইড্রোজেন পরমাণু থেকে তার ইলেকট্রনটি অপসারণের মাধ্যমে প্রোটন পাওয়া যায়।
• ৩) প্রোটনের আপেক্ষিক আধান বা চার্জ হলো +1 এবং আপেক্ষিক ভর +1 ধরা হয়। প্রোটনকে p প্রতীক দিয়ে প্রকাশ করা হয় ।

নিউট্রন (Neutron)

১৯৩২ সালে জেমস চ্যাডউইক (James Chadwick) নিউট্রন আবিষ্কার করেন। নিউট্রনের কোনো চার্জ নেই। শুধুমাত্র হাইড্রোজেন ছাড়া সকল মৌলের পরমাণুতেই নিউট্রন রয়েছে। নিউট্রন সম্বন্ধে আরও কিছু গুরত্তপূর্ণ বিষয় নিচে উল্লেখ করা হলো:

• ১) একটি মৌলের দুটি ভিন্ন আইসোটোপের ভর তাদের নিজ নিজ নিউক্লিয়াসে অবস্থিত নিউট্রনের সংখ্যার পার্থক্যের কারণে ভিন্ন হয়।
• ২) একটি নিউট্রনের ভর হলো 1.675 × 1027 kg যা একটি প্রোটনের ভরের চেয়ে সামান্য বেশি।
• ৩) নিউট্রনের আপেক্ষিক আধান বা চার্জ o এবং আপেক্ষিক ভর 1 ধরা হয়। নিউট্রনকে n প্রতীক দিয়ে প্রকাশ করা হয়।
• ৪) নিউট্রনের একটি অত্যন্ত বিচিত্র ধর্ম আছে। এটি যখন নিউক্লিয়াসের ভেতর প্রোটনের সাথে থাকে তখন এটি স্থিতিশীল, কন্তু যদি মুক্ত অবস্থায় থাকে তখন অস্থিতিশীল,10 মিনিটের ভেতর এটি একটি প্রোটন, একটি ইলেকট্রন ও একটি নিউট্রনে বিভাজিত হয়ে যায়।

২.২ পরমাণুর মডেল (Atomic model)

পরমাণু মডেলের ধারণার উৎপত্তি ও বিকাশ সম্পর্কে তোমরা তোমাদের পূর্ববর্তী শ্রেণিতে ধারণা পেয়েছ। কোয়ান্টাম মেকানিকস গোড়ে ওঠার পর প্রথমবার পরমাণুর গঠন সত্যিকার ভাবে ব্যাখ্যা করা সম্ভব হয়েছে। এটি বিজ্ঞানের অনেক বড় একটি সাফল্য কিন্তু এটি একদিনে হয়ে উঠেনি, অসংখ্য বিজ্ঞানীর সম্মিলিত প্রচেষ্টায় এটি ধীরে ধীরে গড়ে উঠেছে। দুটি প্রচেষ্টার কথা আলাদা ভাবে বলা সম্ভব, তার একটি হচ্ছে রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল অন্যটি বোরের পরমাণু মডেল।

২.২.১ রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল

পরমাণুর মাঝে বিপরীত চার্জ বিশিষ্ট ইলেকট্রন ও প্রোটন রয়েছে সেটি বিজ্ঞানীরা জানতে পেরেছিলেন কিন্তু সেটি কীভাবে রয়েছে জানতেন না। ব্রিটিশ বিজ্ঞানী আর্নেস্ট রাদারফোর্ড (Ernest Rutherford ) পরীক্ষালব্ধ তথ্যের উপর ভিত্তি করে প্রথম এই বিষয়টির উপর আলোকপাত করেছিলেন। এ ব্যাপারে তাঁর দেওয়া মডেলটি রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল নামে পরিচিত। মডেলটি এরকম:

• ১) একটি পরমাণুর ধনাত্মক চার্জ এবং পরমাণুটির অধিকাংশ ভর পরমাণুর কেন্দ্রে পুঞ্জীভূত থাকে যাকে নিউক্লিয়াস বলে। নিউক্লিয়াসের ভিতরে প্রোটন ও নিউক্লিয়াসের বাইরে ইলেকট্রন থাকে। যেহেতু আপেক্ষিকভাবে ইলেকট্রনের ভর অত্যন্ত কম, তাই নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরে অবস্থিত প্রোটন ও নিউট্রনের ভরই পরমাণুর ভর হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
• ২) নিউক্লিয়াস অত্যন্ত ক্ষুদ্র এবং পরমাণুর অভ্যন্তরে অধিকাংশ জায়গাই ফাঁকা।
• ৩) রাদারফোর্ড পরমাণু মডেল প্রস্তাব করেছিল যে, কেন্দ্রের ধনাত্মক বাঁ পজিটিভ চার্জের চারদিকে তার আকর্ষণ বলের কারণে ঋণাত্মক বা নেগেটিভ চার্জবিশিষ্ট ইলেকট্রন ঘূর্ণায়মান থাকে। নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে ইলেকট্রনের এইভাবে ঘূর্ণনকে তিনি সৌরজগতে সূর্যের চারদিকে গ্রহগুলোর ঘূর্ণায়মান অবস্থার সাথে তুলনা করেন। অর্থাৎ, ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে বিভিন্ন কক্ষপথে ঘুরছে।
• সৌরজগতের সাথে রাদারফোর্ড পরমাণু মডেলকে তুলনা করার কারণে এই মডেলকে সোলার সিস্টেম মডেল বা সৌর মডেলও বলা হয়। আবার এই মডেলের মাধ্যমে বিজ্ঞানী রাদারফোর্ড সর্বপ্রথম নিউক্লিয়াসের ধারণা প্রবর্তন করেন, তাই এ মডেলকে নিউক্লিয়ার মডেলও বলা হয়।

রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেলের সীমাবদ্ধতা:

পরমাণুর কেন্দ্রে অত্যন্ত ক্ষুদ্র একটি নিউক্লিয়াসের অস্তিত্বের ধারণাটি পরমাণুর গঠনের একটি যুগান্তকারী পদক্ষেপ হলেও সেটি পূর্নাঙ্গভাবে পরমাণুর গঠন ব্যাখ্যা করতে পারেনি। তখন পর্যন্ত কোয়ান্টাম মেকানিক্স গড়ে উঠেনি বলে তার মডেল পরমাণুর স্থিতিশীলতা ব্যাখ্যা করতে পারেনি। এই মডেলে ধরে নেওয়া হয়েছে যে নিউক্লিয়াসকে ঘিরে ইলেকট্রন ঘূর্নায়মান থাকে কিন্তু ম্যাক্সওয়েলের তত্ত্ব (Maxwell's theory) অনুযায়ী ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে ঘূর্ণনের সময় ক্রমাগত শক্তি হারাতে

থাকবে। ফলে ইলেকট্রনের ঘূর্ণনপথও ছোট হতে থাকবে এবং এক সময় সেটি নিউক্লিয়াসে পড়ে যাবে। এ থেকে বুঝা যায় যে এই মডেলে পরমাণু স্থায়ী হবে না। তা ছাড়া এই মডেলটি ইলেকট্রনের কক্ষপথের ব্যাসার্ধ,আকৃতি কিংবা পরমাণুতে ইলেকট্রনের বিন্যাস সম্পর্কে সম্বন্ধে ধারণা দিতে পারেনি।

২.২.২ বোরের পরমাণু মডেল

১৯১৩ খ্রিস্টাব্দে বিজ্ঞানী নীলস বোর (Niels Bohr) রাদারফোর্ড পরমাণু মডেলের সীমাবদ্ধতাগুলো সমাধান করে একটি পরমাণু মডেল প্রস্তাব করেছিলেন। তখন কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রাথমিক ধারণাগুলো বিজ্ঞানীরা জানতে শুরু করেছিলেন এবং সেগুলো ব্যবহার করে এই মডেলটি দেওয়া হয়েছিল। বোরের পরমাণু মডেলের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলো হলো:

• ১) পরমাণুতে থাকা ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসকে কেন্দ্র করে ইচ্ছামতো যেকোনো কক্ষপথে ঘুরতে পারে না, শুধুমাত্র নির্দিষ্ট ব্যাসার্ধের কতগুলো অনুমোদিত বৃত্তাকার কক্ষপথে ঘুরে থাকে। এই স্থিতিশীল কক্ষপথে ঘুরার সময় ইলেকট্রনগুলো কোনো শক্তি শোষণ বা বিকিরণ করে না।
• ২। এই স্থিতিশীল কক্ষপথকে n সংখ্যা দিয়ে প্রকাশ করা হয়, যেখনে n এর মান 1, 2, 3, 4... ইত্যাদি। এই কক্ষপথগুলোকে কে K, L, M, N শেল (shell) হিসেবেও বলা বলা হয়। (ছবি) এগুলোকে কক্ষপথ বা শক্তিস্তর হিসেবেও ব্যাখ্যা করা হয়। উল্লেখ্য যে শক্তিস্তরে n এর মান কম সেটিকে নিম্ন শক্তিস্তর বলা হয়। আর n এর মান বেশি হলে সেটি উচ্চশক্তিস্তর হিসেবে পরিচিত।

তথ্য কণিকা (Information)

•  পরমাণু পরিচিতি: প্রোটন সংখ্যা (পারমাণবিক সংখ্যা) ও নিউক্লিয়ন সংখ্যা (ভরসংখ্যা) সকল মৌলেরই নিজস্ব প্রোটন সংখ্যা এবং নিউক্লিয়ন সংখ্যা আছে। পারমাণবিক সংখ্যাকে Z দ্বারা ও ভরসংখ্যাকে A দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
•  আইসোটোপ: একই মৌলের বিভিন্ন ভর সংখ্যা বিশিষ্ট ঐ মৌলের আইসোটোপ বলে। হাইড্রোজেনের 7টি আইসোটোপ (1H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H) আছে এদের মধ্যে তিনটি প্রকৃতিতে পাওয়া যায়। অবশিষ্ট চারটি গবেষনাগারে সংশ্লেষণ করা হয়।
•  প্রাকৃতিক ও কৃত্রিম উপায়ে তৈরি আইসোটোপের সংখ্যা1300 ছাড়িয়ে গেছে।
•  অস্থিত আইসোটোপগুলো বিভিনড়ব ধরনের রশ্মি যেমন-- (α-আলফা, β-বিটা, γ-গামা) বিকিরণ করে অন্য মৌলের আইসোটোপে পরিণত হয়। মৌলের পরমাণুর এই ধর্মকে তেজস্ক্রিয়তা বলে। 
• পরমাণুর গঠন এবং একই সাথে পারমাণবিক বর্ণালি ব্যাখ্যার জন্য নীলস বোর (Neils Bohr)1913 সালে তাঁর বিখ্যাত পরমাণু মডেল প্রকাশ করেন। 

শক্তিস্তরে ইলেকট্রন বিন্যাস

অরবিটালসমূহের শক্তিক্রম নিম্নরূপ : 

Mathematics

গুরুত্বপূর্ণ জ্ঞান মূলক

১।পৃথিবীর বয়স নির্ধারণে কোন আইসোটোপ ব্যবহৃত হয়? 

উঃ পৃথিবীর বয়স নির্ধরণে14C আইসোটোপ ব্যবহৃত হয়।

২। আইসোটোপ কাকে বলে? 

উঃ যেসব পরমাণু প্রোটন সংখ্যা সমান,কিন্তু ভরসংখ্যা ভিন্ন হয়,সে সব পরমাণুকে পরস্পরের আইসোটোপ বলে।

৩।প্রতিক কাকে বলে? 

উঃ মৌলের নামের সংক্ষিপ্ত রূপকে প্রতিক বলে।

৪। মৌলিক কণিকা কী? 

উঃ যে ক্ষুদ্রতম কণিকা দ্বারা পরমাণু গঠিত,তাদেরকে মৌলিক কণিকা বলে।

৫। পরমাণু কাকে বলে? 

উঃ মৌলিক পদার্থের বৈশিষ্ট্য রক্ষাকারী ক্ষুদ্রতম কণা যা সরাসরি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহন করে তাকে পরমাণু বলে।

৬। অণু কাকে বলে?  

উঃ যৌগিক পদার্থেও বৈশিষ্ট্য রক্ষাকারী ক্ষুদ্রতম কণা যা সরাসরি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহন করে না তাকে অণু বলে।

৭। মৌলিক পদার্থ কাকে বলে? 

উঃ যে পদার্থের বিশ্লেষণ করলে শুধুমাত্র একই ধরনের মৌল পাওয়া যায়, তাকে মৌল পদার্থ বলে।

৮। যৌগিক পদার্থ কাকে বলে?

 উঃ যে পদার্থের বিশ্লেষণ করলে বিভিন্ন ধরনের মৌল পাওয়া যায়, তাকে যৌগিক পদার্থ বলে।

৯।পরমাণুর প্রধান কণিকা কয়টি?  

 উঃ পরমাণুর প্রধান কণিকা ৩ টি।

১০।আণবিক ভর কাকে বলে? 

উঃ কোনো পদার্থের একটি অণুর ভর একটি কার্বণ-12 পরমাণুর ভরের 1/12  অংশের যত গুণ ভারী, সে সংখ্যাকে  সে পদার্থের আণবিক ভর বলে।