আর্গন পরমাণু: একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ
আর্গন (Ar), যার পারমাণবিক সংখ্যা 18, পর্যায় সারণীর 18 নং গ্রুপের একটি মৌলিক পদার্থ, যা নিষ্ক্রিয় গ্যাস (noble gases) নামে পরিচিত। এর নিষ্ক্রিয়তা দ্বারা এর বৈশিষ্ট্য প্রকাশ পায়, অর্থাৎ এটি স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে বেশিরভাগ ক্ষেত্রে বিক্রিয়া করে না। আর্গন পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে তৃতীয় সর্বাধিক প্রচুর গ্যাস, যা আয়তনের প্রায় 0.934%। শিল্পগতভাবে, ভারতে তরল বায়ুর আংশিক পাতন (fractional distillation) প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আর্গন উৎপাদিত হয়, যা দেশের বিভিন্ন শিল্প গ্যাস প্ল্যান্টে পরিচালিত হয়। এটি ওয়েল্ডিং, ভাস্বর আলো বাল্ব (ভারতীয় পরিবারগুলিতে সাধারণ), এবং সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টাল তৈরির জন্য একটি প্রতিরক্ষামূলক বায়ুমণ্ডল হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
আর্গন পরমাণুর উপাদানসমূহ
প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন
একটি আর্গন পরমাণু গঠনকারী মৌলিক কণাগুলি এর পরিচয় এবং বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।
- পারমাণবিক সংখ্যা (Z): আর্গনের পারমাণবিক সংখ্যা হল 18। এই মান প্রতিটি আর্গন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে উপস্থিত প্রোটনের সংখ্যাকে নির্দেশ করে। অতএব, একটি আর্গন পরমাণুতে 18টি প্রোটন থাকে।
- ইলেকট্রন: একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। অতএব, একটি নিরপেক্ষ আর্গন পরমাণুতে 18টি ইলেকট্রন থাকে। এই ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াসের চারপাশে নির্দিষ্ট শক্তিস্তর বা কক্ষপথে অবস্থান করে।
- নিউট্রন: আর্গনের সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ হল আর্গন-40 (⁴⁰Ar), যার ভর সংখ্যা (A) 40। একটি পরমাণুতে নিউট্রনের সংখ্যা ভর সংখ্যা থেকে পারমাণবিক সংখ্যা বিয়োগ করে গণনা করা হয় (A - Z)। আর্গন-40 এর জন্য, নিউট্রনের সংখ্যা হল 40 - 18 = 22টি নিউট্রন। আর্গনের অন্যান্য আইসোটোপও বিদ্যমান, যেমন আর্গন-36 (18টি নিউট্রন) এবং আর্গন-38 (20টি নিউট্রন), তবে আর্গন-40 হল প্রধান রূপ।
আর্গনে ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস পারমাণবিক অরবিটালে ইলেকট্রনের বিতরণ বর্ণনা করে। 18টি ইলেকট্রন সহ একটি আর্গন পরমাণুর জন্য, ইলেকট্রন বিন্যাস আউফবাউ নীতি (Aufbau principle), হুন্ডের সূত্র (Hund’s rule) এবং পাউলির বর্জন নীতি (Pauli exclusion principle) অনুসরণ করে:
- প্রথম দুটি ইলেকট্রন 1s অরবিটাল পূর্ণ করে: $1s^2$
- পরবর্তী দুটি ইলেকট্রন 2s অরবিটাল পূর্ণ করে: $2s^2$
- পরবর্তী ছয়টি ইলেকট্রন 2p অরবিটাল পূর্ণ করে: $2p^6$
- পরবর্তী দুটি ইলেকট্রন 3s অরবিটাল পূর্ণ করে: $3s^2$
- শেষ ছয়টি ইলেকট্রন 3p অরবিটাল পূর্ণ করে: $3p^6$
অতএব, একটি নিরপেক্ষ আর্গন পরমাণুর সম্পূর্ণ ইলেকট্রন বিন্যাস হল: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$
এই বিন্যাসটি পূর্ববর্তী নিষ্ক্রিয় গ্যাস নিয়ন (Ne) ব্যবহার করে একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস নোটেশন হিসাবেও উপস্থাপন করা যেতে পারে, যার ইলেকট্রন বিন্যাস হল $1s^2 2s^2 2p^6$: $[Ne] 3s^2 3p^6$
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তিস্তরে অবস্থিত ইলেকট্রন। এই ইলেকট্রনগুলি প্রাথমিকভাবে রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত থাকে।
আর্গনের জন্য, সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তিস্তর হল তৃতীয় কক্ষপথ (n=3)। এই কক্ষপথে উপস্থিত ইলেকট্রনগুলি হল $3s$ এবং $3p$ অরবিটালের ইলেকট্রন।
- $3s$ অরবিটালে ইলেকট্রন: 2
- $3p$ অরবিটালে ইলেকট্রন: 6
একটি আর্গন পরমাণুতে মোট যোজ্যতা ইলেকট্রনের সংখ্যা হল $2 + 6 = 8$। এর সবচেয়ে বাইরের কক্ষপথে এই সম্পূর্ণ অষ্টক (octet) আর্গনের রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং এটিকে একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করার কারণ, যা বেশিরভাগ পরিস্থিতিতে রাসায়নিক বন্ধন গঠনে এর প্রতিরোধ ক্ষমতা নির্দেশ করে।