ইরিডিয়াম বোঝা: একটি পারমাণবিক দৃষ্টিভঙ্গি
ইরিডিয়াম, যার প্রতীক Ir, একটি রাসায়নিক মৌল যার পারমাণবিক সংখ্যা ৭৭। এটি প্ল্যাটিনাম গোষ্ঠীর একটি ঘন, অত্যন্ত কঠিন, ভঙ্গুর, রূপালী-সাদা অবস্থান্তর ধাতু। উচ্চ তাপমাত্রাতেও ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য এর চরম প্রতিরোধের জন্য পরিচিত, ইরিডিয়াম প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত অন্যতম ঘন মৌল। এর বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে বিশেষায়িত প্রয়োগগুলিতে মূল্যবান করে তোলে, যার মধ্যে কিছু বিশ্বব্যাপী বিভিন্ন উন্নত শিল্পে, যেমন ভারতেও প্রাসঙ্গিক।
ইরিডিয়ামের পারমাণবিক গঠন
ইরিডিয়ামের পারমাণবিক গঠন এর উপাদান উপপারমাণবিক কণা এবং তাদের বিন্যাস পরীক্ষা করে বোঝা যায়।
প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন
- প্রোটন: একটি মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) তার নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্ধারণ করে। ইরিডিয়ামের জন্য, পারমাণবিক সংখ্যা হল ৭৭। অতএব, একটি ইরিডিয়াম পরমাণুতে ৭৭টি প্রোটন থাকে।
- ইলেকট্রন: একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণকারী ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। সুতরাং, একটি নিরপেক্ষ ইরিডিয়াম পরমাণুতে ৭৭টি ইলেকট্রন থাকে।
- নিউট্রন: একটি পরমাণুতে নিউট্রনের সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে, যা একটি মৌলের বিভিন্ন আইসোটোপ তৈরি করে। একটি আইসোটোপের ভর সংখ্যা (A) নিউক্লিয়াসে মোট প্রোটন এবং নিউট্রনের সংখ্যাকে বোঝায় (A = প্রোটন + নিউট্রন)। ইরিডিয়ামের সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ, ইরিডিয়াম-১৯২-এর জন্য, ভর সংখ্যা হল ১৯২। নিউট্রনের সংখ্যা = ভর সংখ্যা - পারমাণবিক সংখ্যা নিউট্রনের সংখ্যা = ১৯২ - ৭৭ = ১১৫টি নিউট্রন (ইরিডিয়াম-১৯২ এর জন্য)। প্রাকৃতিক ইরিডিয়াম দুটি স্থিতিশীল আইসোটোপ, ইরিডিয়াম-১৯১ এবং ইরিডিয়াম-১৯৩ এর মিশ্রণ। Ir-১৯১ এর জন্য নিউট্রনের সংখ্যা হবে ১১৪ এবং Ir-১৯৩ এর জন্য হবে ১১৬।
ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস একটি পরমাণু বা অণুর ইলেকট্রনের পারমাণবিক কক্ষপথে বন্টন বর্ণনা করে। ইরিডিয়ামের (Z=৭৭) জন্য, ইলেকট্রন বিন্যাস আউফবাউ নীতি, হুন্ডের নিয়ম এবং পাউলির বর্জন নীতি অনুসরণ করে।
ইরিডিয়ামের সম্পূর্ণ ইলেকট্রন বিন্যাস হল: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s^2 4f^{14} 5d^7$
সরলতার জন্য নোবেল গ্যাসের বিন্যাস ব্যবহার করে, পূর্ববর্তী নোবেল গ্যাস হল জেনন (Xe), যার পারমাণবিক সংখ্যা ৫৪। জেননের ইলেকট্রন বিন্যাস হল $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6$।
অতএব, ইরিডিয়ামের সংক্ষিপ্ত ইলেকট্রন বিন্যাস হল: $[Xe] 4f^{14} 5d^7 6s^2$
এই বিন্যাস নির্দেশ করে যে জেননের স্থিতিশীল ইলেকট্রন কোর-এর পরে, 4f সাবশেলে ১৪টি ইলেকট্রন, 5d সাবশেলে ৭টি ইলেকট্রন এবং 6s সাবশেলে ২টি ইলেকট্রন রয়েছে। 4f সাবশেল, যা f-ব্লক মৌলগুলির অন্তর্গত, ইরিডিয়ামের মতো অবস্থান্তর ধাতুগুলিতে 5d সাবশেলের আগে পূর্ণ হয়।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল একটি পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের শেলে অবস্থিত ইলেকট্রন যা রাসায়নিক বন্ধনে অংশগ্রহণ করে। ইরিডিয়ামের মতো অবস্থান্তর ধাতুগুলির জন্য, যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলি সাধারণত সবচেয়ে বাইরের s সাবশেলের ইলেকট্রন এবং উপশেষের শেলে আংশিকভাবে পূর্ণ d সাবশেলের ইলেকট্রন অন্তর্ভুক্ত করে।
ইরিডিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে, $[Xe] 4f^{14} 5d^7 6s^2$:
- সবচেয়ে বাইরের শেলটি হল ৬ষ্ঠ শেল, যেখানে $6s^2$ ইলেকট্রন থাকে।
- 5d সাবশেল, যদিও এটি সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তি স্তর নয়, আংশিকভাবে পূর্ণ ($5d^7$) এবং এই ইলেকট্রনগুলি বন্ধনে অংশগ্রহণ করতে পারে, যা অবস্থান্তর ধাতুগুলির একটি বৈশিষ্ট্য।
- 4f সাবশেল সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ ($4f^{14}$) এবং সাধারণত কোর ইলেকট্রনের অংশ হিসাবে বিবেচিত হয়, এর গভীরতর অনুপ্রবেশ এবং শিল্ডিং প্রভাবের কারণে সাধারণত রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না।
সুতরাং, ইরিডিয়ামের যোজ্যতা ইলেকট্রন হল $6s^2$ ইলেকট্রন এবং $5d^7$ ইলেকট্রন। মোট যোজ্যতা ইলেকট্রনের সংখ্যা = ২ (6s থেকে) + ৭ (5d থেকে) = ৯টি যোজ্যতা ইলেকট্রন। ইরিডিয়াম বিভিন্ন জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে, প্রায়শই +৩ এবং +৪ সহ, যা বন্ধনে এর 5d এবং 6s ইলেকট্রনের জড়িত থাকার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।