ক্যাডমিয়াম (Cd) পরিচিতি
ক্যাডমিয়াম, যার রাসায়নিক প্রতীক Cd, একটি নরম, রূপালী-সাদা, নমনীয় (ductile) এবং প্রসারণশীল (malleable) সন্ধিগত ধাতু। এটি পর্যায় সারণীর গ্রুপ 12 এবং পর্যায় 5-এ অবস্থিত। যদিও এটি অন্যান্য কিছু ধাতুর মতো সুপরিচিত নয়, তবে ক্যাডমিয়াম একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যা এর বিষাক্ততার জন্য পরিচিত। ভারতে, ক্যাডমিয়াম প্রধানত জিঙ্ক আকরিকের পরিশোধনের সময় একটি উপজাত হিসেবে পাওয়া যায়, উদাহরণস্বরূপ, হিন্দুস্তান জিঙ্কের মতো সংস্থাগুলির কার্যক্রম থেকে, যা জিঙ্ক-সীসা জমাগুলি প্রক্রিয়া করে।
ক্যাডমিয়ামের মৌলিক পারমাণবিক কণা
ক্যাডমিয়ামের পারমাণবিক গঠন এর উপাদান উপপারমাণবিক কণা: প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন পরীক্ষা করে বোঝা যায়।
পারমাণবিক সংখ্যা এবং প্রোটন
ক্যাডমিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) হল 48। পারমাণবিক সংখ্যা সরাসরি একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে থাকা প্রোটনের সংখ্যার সাথে মিলে যায়। অতএব, একটি নিরপেক্ষ ক্যাডমিয়াম পরমাণুতে 48টি প্রোটন থাকে। প্রোটন একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিক চার্জ বহন করে।
ইলেকট্রন
একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতা বজায় রাখার জন্য ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। যেহেতু ক্যাডমিয়ামের 48টি প্রোটন আছে, তাই একটি নিরপেক্ষ ক্যাডমিয়াম পরমাণুতে 48টি ইলেকট্রন থাকে। ইলেকট্রন একটি ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক চার্জ বহন করে এবং নিউক্লিয়াসের চারপাশে নির্দিষ্ট শক্তি স্তর বা কক্ষপথে অবস্থান করে।
নিউট্রন
একটি পরমাণুতে নিউট্রনের সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে, যা একটি মৌলের বিভিন্ন আইসোটোপ তৈরি করে। ভর সংখ্যা (A) নিউক্লিয়াসে থাকা মোট প্রোটন এবং নিউট্রনের সংখ্যাকে বোঝায়। ক্যাডমিয়ামের সবচেয়ে প্রচুর আইসোটোপ হল ক্যাডমিয়াম-114 ($^{114}$Cd)।
নিউট্রনের সংখ্যা গণনা করতে: নিউট্রনের সংখ্যা = ভর সংখ্যা (A) - পারমাণবিক সংখ্যা (Z) নিউট্রনের সংখ্যা = 114 - 48 = 66টি নিউট্রন
অতএব, সবচেয়ে সাধারণ ক্যাডমিয়াম পরমাণুতে 48টি প্রোটন, 48টি ইলেকট্রন এবং 66টি নিউট্রন থাকে।
ক্যাডমিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস একটি পরমাণুর পারমাণবিক কক্ষপথে ইলেকট্রনগুলির বিন্যাস বর্ণনা করে। ক্যাডমিয়ামের (Z=48) জন্য, ইলেকট্রনগুলি আউফবাউ নীতি, হুন্ডের সূত্র এবং পাউলির বর্জন নীতি অনুসারে কক্ষপথগুলি পূরণ করে।
ক্যাডমিয়ামের সম্পূর্ণ ইলেকট্রন বিন্যাস হল: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰
একটি আরও সংক্ষিপ্ত রূপ, যা নিষ্ক্রিয় গ্যাস বিন্যাস ব্যবহার করে, মূল ইলেকট্রনগুলিকে পূর্ববর্তী নিষ্ক্রিয় গ্যাসের প্রতীক দ্বারা প্রতিস্থাপন করে। ক্যাডমিয়ামের জন্য, পূর্ববর্তী নিষ্ক্রিয় গ্যাস হল ক্রিপ্টন (Kr), যার পারমাণবিক সংখ্যা 36। এর বিন্যাস হল 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶।
সুতরাং, ক্যাডমিয়ামের জন্য নিষ্ক্রিয় গ্যাস ইলেকট্রন বিন্যাস হল: [Kr] 4d¹⁰ 5s²
এই বিন্যাস দেখায় যে ক্রিপ্টন কোর-এর পরে, 4d উপস্তরে 10টি ইলেকট্রন এবং 5s উপস্তরে 2টি ইলেকট্রন রয়েছে। 4d উপস্তর সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ, যা এই অভ্যন্তরীণ d-ইলেকট্রনগুলির জন্য একটি স্থিতিশীল বিন্যাস নির্দেশ করে।
ক্যাডমিয়ামের যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল একটি পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের কক্ষপথের ইলেকট্রন। এই ইলেকট্রনগুলি প্রধানত রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত থাকে এবং একটি মৌলের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।
ইলেকট্রন বিন্যাস [Kr] 4d¹⁰ 5s² থেকে, সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তি স্তর (কক্ষপথ) হল n=5। এই কক্ষপথের ইলেকট্রনগুলি হল 5s² ইলেকট্রন।
অতএব, ক্যাডমিয়ামের 2টি যোজ্যতা ইলেকট্রন রয়েছে। এই দুটি 5s ইলেকট্রন তুলনামূলকভাবে সহজে অপসারিত হয়, যা ব্যাখ্যা করে কেন ক্যাডমিয়াম সাধারণত এমন যৌগ গঠন করে যেখানে এটি একটি +2 জারণ অবস্থা (oxidation state) প্রদর্শন করে। সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ 4d উপস্তর Cd²⁺ আয়নের স্থায়িত্বে অবদান রাখে।