নিকেলের পারমাণবিক গঠন বোঝা
নিকেল, একটি রূপালী-সাদা, উজ্জ্বল ধাতু, একটি রূপান্তর মৌল যা এর কাঠিন্য, নমনীয়তা এবং ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য পরিচিত। ভারতে এর ব্যাপক ব্যবহার রয়েছে, বিশেষ করে রান্নাঘরের বাসনপত্র এবং শিল্প সরঞ্জামের জন্য স্টেইনলেস স্টিলের সংকর ধাতু তৈরিতে এবং সুরক্ষামূলক ও আলংকারিক প্রলেপ দিতে ইলেকট্রোপ্লেটিং-এ। এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি এর পারমাণবিক গঠনে নিহিত।
নিকেলের পারমাণবিক উপাদান
একটি মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা তার পরিচয় নির্ধারণ করে এবং এর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যার সমান। নিকেলের জন্য, পারমাণবিক সংখ্যা (Z) হল 28।
- প্রোটনের সংখ্যা: একটি নিরপেক্ষ নিকেল পরমাণুতে, প্রোটনের সংখ্যা হল 28।
- ইলেকট্রনের সংখ্যা: একটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ পরমাণুর জন্য, ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। অতএব, একটি নিরপেক্ষ নিকেল পরমাণুতে 28টি ইলেকট্রন থাকে।
- নিউট্রনের সংখ্যা: নিউট্রনের সংখ্যা একটি মৌলের আইসোটোপগুলির মধ্যে ভিন্ন হয়। নিকেলের সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপের জন্য, যার ভর সংখ্যা (A) 58 ($^{58}$Ni), নিউট্রনের সংখ্যা গণনা করা হয় এভাবে: ভর সংখ্যা (A) - পারমাণবিক সংখ্যা (Z) = 58 - 28 = 30টি নিউট্রন। নিকেলের অন্যান্য আইসোটোপও বিদ্যমান, যেমন $^{60}$Ni, যার 32টি নিউট্রন থাকবে।
নিকেলের ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস একটি পরমাণুর পারমাণবিক অরবিটালে ইলেকট্রনগুলির বিতরণ বর্ণনা করে। আউফবাউ নীতি, পাউলির বর্জন নীতি এবং হুন্ডের নিয়ম অনুসরণ করে, একটি নিরপেক্ষ নিকেল পরমাণুর (Z=28) ইলেকট্রন বিন্যাস হল:
$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^8 4s^2$
এটি নিকেলের পূর্ববর্তী নিষ্ক্রিয় গ্যাস আর্গন (Ar, Z=18) ব্যবহার করে একটি সংক্ষিপ্ত বিন্যাসেও লেখা যেতে পারে:
$[Ar] 3d^8 4s^2$
এই বিন্যাসটি নির্দেশ করে যে প্রথম 18টি ইলেকট্রন $3p^6$ পর্যন্ত অরবিটালগুলি পূরণ করে (আর্গনের মতো), এবং অবশিষ্ট 10টি ইলেকট্রন $3d$ উপস্তরে 8টি ইলেকট্রন এবং $4s$ উপস্তরে 2টি ইলেকট্রন হিসাবে বিতরণ করা হয়।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল একটি পরমাণুর বাইরেরতম শক্তিস্তরের ইলেকট্রন যা রাসায়নিক বন্ধনে অংশ নেয়। নিকেলের মতো রূপান্তর মৌলগুলির জন্য, যোজ্যতা ইলেকট্রন নির্ধারণের জন্য সতর্ক বিবেচনা প্রয়োজন।
নিকেলের ইলেকট্রন বিন্যাসে ($[Ar] 3d^8 4s^2$):
- চতুর্থ শক্তিস্তর হল বাইরেরতম প্রধান শক্তিস্তর, যেখানে $4s$ উপস্তরে 2টি ইলেকট্রন থাকে। এই $4s$ ইলেকট্রনগুলি রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত।
- তবে, রূপান্তর ধাতুগুলির জন্য, অসম্পূর্ণভাবে পূর্ণ পেনাল্টিমেট (n-1)d উপস্তরের ইলেকট্রনগুলিও রাসায়নিক বন্ধনে অংশ নিতে পারে। এইভাবে, $3d^8$ ইলেকট্রনগুলি নিকেলের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং পরিবর্তনশীল জারণ অবস্থা নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ। নিকেল সাধারণত +2 এবং +3 এর মতো জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে। +2 অবস্থায়, দুটি $4s$ ইলেকট্রন সাধারণত হারিয়ে যায়, যখন উচ্চ জারণ অবস্থায়, কিছু $3d$ ইলেকট্রনও অংশ নেয়। অতএব, যদিও বাইরেরতম প্রধান শক্তিস্তরে 2টি ইলেকট্রন থাকে, বন্ধন প্রায়শই $4s$ ইলেকট্রন এবং কিছু $3d$ ইলেকট্রন উভয়কেই জড়িত করে।