বোরিয়াম (Bh) পরিচিতি
বোরিয়াম (Bh) একটি কৃত্রিম রাসায়নিক উপাদান যার পারমাণবিক সংখ্যা ১০৭। এটি একটি ট্রান্স্যাক্টিনাইড উপাদান হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ এবং পর্যায় সারণীর ৭ নং গ্রুপে (VIIB) অবস্থিত, যা ম্যাঙ্গানিজ (Mn), টেকনেশিয়াম (Tc), এবং রেনিয়াম (Re) এর নিচে এটিকে স্থাপন করে। সমস্ত ট্রান্স্যাক্টিনাইড উপাদানের মতো, বোরিয়াম অত্যন্ত তেজস্ক্রিয় এবং এর অর্ধ-আয়ু (half-life) অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত, যার অর্থ এটি খুব দ্রুত অন্যান্য উপাদানে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। এটি পৃথিবীতে প্রাকৃতিকভাবে ঘটে না এবং হালকা পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়ার ফিউশনের মাধ্যমে গবেষণাগারে উৎপাদিত হয়। এর স্বল্প জীবনকাল এবং অল্প পরিমাণে উৎপাদিত হওয়ার কারণে, এর বৈশিষ্ট্যগুলি প্রাথমিকভাবে তাত্ত্বিক পূর্বাভাস এবং এর হালকা সমগোত্রীয় উপাদান থেকে অনুমানের মাধ্যমে অধ্যয়ন করা হয়।
বোরিয়ামের পারমাণবিক গঠন
বোরিয়ামের পারমাণবিক গঠন এর উপাদান উপ-পারমাণবিক কণাগুলি পরীক্ষা করে বোঝা যায়: প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন। এই ধরনের ভারী, কৃত্রিম উপাদানগুলির জন্য, দৃষ্টান্তমূলক উদ্দেশ্যে সাধারণত সর্বাধিক স্থিতিশীল পরিচিত আইসোটোপ বিবেচনা করা হয়। বোরিয়াম-২৭০ (Bh-270) অপেক্ষাকৃত স্থিতিশীল আইসোটোপগুলির মধ্যে একটি, যার রিপোর্টকৃত অর্ধ-আয়ু প্রায় ৬১ সেকেন্ড।
প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন
- পারমাণবিক সংখ্যা (Z): বোরিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা হল ১০৭। এই মানটি উপাদানটিকে অনন্যভাবে চিহ্নিত করে এবং সরাসরি প্রতিটি বোরিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যার সাথে মিলে যায়।
- প্রোটনের সংখ্যা: ১০৭
- ভর সংখ্যা (A): বোরিয়াম-২৭০ আইসোটোপের জন্য, ভর সংখ্যা হল ২৭০। ভর সংখ্যা নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং নিউট্রনের মোট সংখ্যাকে উপস্থাপন করে।
- নিউট্রনের সংখ্যা: নিউট্রনের সংখ্যা গণনা করতে, পারমাণবিক সংখ্যা ভর সংখ্যা থেকে বিয়োগ করা হয়।
- নিউট্রনের সংখ্যা = ভর সংখ্যা (A) - পারমাণবিক সংখ্যা (Z) = ২৭০ - ১০৭ = ১৬৩
- ইলেকট্রনের সংখ্যা: একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়, যাতে বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতা বজায় থাকে।
- ইলেকট্রনের সংখ্যা: ১০৭
সুতরাং, বোরিয়াম-২৭০ এর একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে ১০৭টি প্রোটন, ১৬৩টি নিউট্রন এবং ১০৭টি ইলেকট্রন থাকে।
বোরিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস একটি পরমাণু বা অণুর ইলেকট্রনগুলির পারমাণবিক অরবিটালে বিতরণকে বর্ণনা করে। বোরিয়ামের মতো একটি অত্যন্ত ভারী উপাদানের জন্য, আউফবাউ নীতি (Aufbau principle), হুন্ডের সূত্র (Hund’s rule) এবং পাউলি বর্জন নীতি (Pauli exclusion principle) অনুসরণ করে বিন্যাসটি নির্ণয় করা হয়, যদিও এই ধরনের ভারী উপাদানগুলির জন্য আপেক্ষিক প্রভাব (relativistic effects) গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে, যা সামান্য বিচ্যুতির কারণ হতে পারে।
বোরিয়াম (Z=107) এর সম্পূর্ণ ইলেকট্রন বিন্যাস হল:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d⁵
রেডন (Rn) এর নোবেল গ্যাস কোর ব্যবহার করে একটি সংক্ষিপ্ত রূপ প্রায়শই ব্যবহার করা হয়:
[Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s²
এই বিন্যাসটি নির্দেশ করে যে রেডনের ইলেকট্রন শেল কাঠামোর পরে (যা প্রথম ৮৬টি ইলেকট্রনকে বিবেচনা করে), অবশিষ্ট ২১টি ইলেকট্রন 5f, 6d, এবং 7s সাবশেলগুলি পূরণ করে। বিশেষত, 7s সাবশেলটি প্রথমে ২টি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ হয়, তারপরে 5f সাবশেলটি ১৪টি ইলেকট্রন দ্বারা এবং অবশেষে, ৫টি ইলেকট্রন 6d সাবশেল দখল করে।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের শেল বা সাবশেলগুলিতে অবস্থিত ইলেকট্রন, যা প্রধানত রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত থাকে। বোরিয়ামের মতো রূপান্তর ধাতুগুলির জন্য, যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলিতে সাধারণত সবচেয়ে বাইরের ‘s’ সাবশেলের ইলেকট্রন এবং পূর্ববর্তী প্রধান শক্তি স্তরের আংশিকভাবে পূর্ণ ‘d’ সাবশেলের ইলেকট্রনগুলি অন্তর্ভুক্ত থাকে।
ইলেকট্রন বিন্যাস [Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s² থেকে, সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তি স্তর হল n=7, যাতে 7s² ইলেকট্রন থাকে। এছাড়াও, 6d⁵ ইলেকট্রনগুলিও যোজ্যতা ইলেকট্রন হিসাবে বিবেচিত হয় কারণ এগুলি সবচেয়ে বাইরের শেলের সাথে শক্তিগতভাবে কাছাকাছি এবং বন্ধনে অংশগ্রহণ করে।
- যোজ্যতা ইলেকট্রনের সংখ্যা = (7s সাবশেলে ইলেকট্রন) + (6d সাবশেলে ইলেকট্রন)
- যোজ্যতা ইলেকট্রনের সংখ্যা = ২ (7s² থেকে) + ৫ (6d⁵ থেকে) = ৭
সুতরাং, বোরিয়ামের ৭টি যোজ্যতা ইলেকট্রন রয়েছে। এটি পর্যায় সারণীর ৭ নং গ্রুপে এর অবস্থানের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ, যা নির্দেশ করে যে এটি +৭ এর সর্বোচ্চ জারণ অবস্থা (oxidation state) প্রদর্শন করতে পারে, যা এর হালকা সমগোত্রীয় রেনিয়ামের (rhenium) অনুরূপ। তবে, এর চরম অস্থিরতার কারণে নির্দিষ্ট রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারণ করা কঠিন।