কোপারনিসিয়াম (Cn) পরিচিতি
কোপারনিসিয়াম (Cn) একটি কৃত্রিম রাসায়নিক মৌল যার পারমাণবিক সংখ্যা ১১২। এটি একটি অত্যন্ত ভারী এবং অস্থিতিশীল মৌল যা পৃথিবীতে প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া যায় না। কণা ত্বরক যন্ত্রের (particle accelerator) পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে এর অস্তিত্ব নিশ্চিত করা হয়েছে, যেখানে হালকা পারমাণবিক নিউক্লিয়াসগুলিকে একত্রিত করা হয়। ওড়িশার মতো রাজ্যে ব্যাপকভাবে খননকৃত লোহা বা গুজরাটে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া বক্সাইটের মতো সাধারণ মৌলগুলির থেকে ভিন্ন, কোপারনিসিয়াম শুধুমাত্র পরীক্ষাগারে তৈরি করা হয়, যা এর চরম বিরলতা এবং স্বল্পস্থায়ী জীবনকালকে তুলে ধরে। এটি পোলিশ জ্যোতির্বিজ্ঞানী নিকোলাস কোপারনিকাসের নামে নামকরণ করা হয়েছে।
কোপারনিসিয়ামের পারমাণবিক গঠন
প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা
কোপারনিসিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) হলো ১১২।
- প্রোটনের সংখ্যা: পারমাণবিক সংখ্যা সরাসরি নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্দেশ করে। অতএব, কোপারনিসিয়ামের ১১২টি প্রোটন আছে।
- ইলেকট্রনের সংখ্যা: একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণকারী ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান। সুতরাং, একটি নিরপেক্ষ কোপারনিসিয়াম পরমাণুতে ১১২টি ইলেকট্রন রয়েছে।
- নিউট্রনের সংখ্যা: একটি মৌলের আইসোটোপগুলির মধ্যে নিউট্রনের সংখ্যা ভিন্ন হয়। কোপারনিসিয়ামের সবচেয়ে আপেক্ষিকভাবে স্থিতিশীল (দীর্ঘস্থায়ী) পরিচিত আইসোটোপ হলো কোপারনিসিয়াম-২৮৫ ($^{285}$Cn)। এই আইসোটোপের ভর সংখ্যা (A) হলো ২৮৫। নিউট্রনের সংখ্যা ভর সংখ্যা (A) - পারমাণবিক সংখ্যা (Z) হিসাবে গণনা করা হয়।
- নিউট্রনের সংখ্যা = ২৮৫ - ১১২ = ১৭৩টি নিউট্রন। এটি উল্লেখ করা গুরুত্বপূর্ণ যে কোপারনিসিয়ামের অন্যান্য আইসোটোপও বিদ্যমান, যার প্রতিটির নিউট্রন সংখ্যা ভিন্ন।
ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস পারমাণবিক কক্ষপথে ইলেকট্রনগুলির সজ্জা বর্ণনা করে। কোপারনিসিয়ামের (Z=112) জন্য, আউফবাউ নীতি (Aufbau principle) এবং কক্ষপথ পূরণের ক্রম অনুসারে পূর্বাভাসিত ভূ-অবস্থা (ground state) ইলেকট্রন বিন্যাস হল:
$[Rn] 5f^{14} 6d^{10} 7s^2$
এখানে, $[Rn]$ নিষ্ক্রিয় গ্যাস রেডনের (Z=86) ইলেকট্রন বিন্যাসকে উপস্থাপন করে, যা একটি মূল হিসাবে কাজ করে। অবশিষ্ট ২৬টি ইলেকট্রন পরবর্তী কক্ষপথগুলি পূরণ করে:
- $5f$ উপকক্ষটি ১৪টি ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ।
- $6d$ উপকক্ষটি ১০টি ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ।
- $7s$ উপকক্ষটি ২টি ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ।
এটি উল্লেখ করার মতো যে কোপারনিসিয়ামের মতো অতিভারী মৌলগুলির জন্য, ইলেকট্রন শক্তিতে আপেক্ষিক প্রভাব (relativistic effects) অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে, যা সরল ভবিষ্যদ্বাণী থেকে সম্ভাব্য বিচ্যুতি ঘটাতে পারে। তবে, উচ্চ বিদ্যালয় স্তরের বোঝার জন্য, এই বিন্যাসটি একটি শক্তিশালী তাত্ত্বিক কাঠামো সরবরাহ করে।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল পরমাণুর বাইরেরতম কক্ষপথের ইলেকট্রন, যা প্রাথমিকভাবে রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত থাকে। $[Rn] 5f^{14} 6d^{10} 7s^2$ ইলেকট্রন বিন্যাস সহ কোপারনিসিয়ামের জন্য:
- সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তি স্তর হলো $n=7$।
- $7s$ উপকক্ষে ২টি ইলেকট্রন রয়েছে।
- $6d$ উপকক্ষটি সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ এবং একটি নিম্ন প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যার কক্ষপথের অংশ, যদিও এটি রূপান্তর ধাতুগুলিতে (transition metals) রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের জন্য আংশিকভাবে দায়ী। এক্ষেত্রে, এটি সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ ($d^{10}$)। একইভাবে, $5f$ উপকক্ষটিও সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ ($f^{14}$)।
অতএব, কোপারনিসিয়ামের প্রাথমিক যোজ্যতা ইলেকট্রন হলো $7s$ উপকক্ষের ২টি ইলেকট্রন। এই শ্রেণীবিভাগ কোপারনিসিয়ামকে পর্যায় সারণীর ১২ নং গ্রুপে রাখে, যেখানে জিঙ্ক, ক্যাডমিয়াম এবং পারদের মতো মৌলগুলি সাধারণত এই বাইরের s-ইলেকট্রনগুলি হারিয়ে +2 জারণ অবস্থা (oxidation state) প্রদর্শন করে।