অক্সিজেনের পারমাণবিক গঠন বোঝা
পৃথিবীতে জীবনের জন্য একটি অপরিহার্য উপাদান অক্সিজেন, যা ‘O’ প্রতীক দ্বারা প্রকাশিত এবং এর পারমাণবিক সংখ্যা 8। এটি ভারতের বাতাসে প্রায় 21% থাকে, যা সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর জৈবিক প্রক্রিয়া বজায় রাখার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর পারমাণবিক গঠন এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা বোঝার জন্য মৌলিক।
অক্সিজেনে উপ-পারমাণবিক কণা
পারমাণবিক সংখ্যা সরাসরি একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্দেশ করে। একটি নিরপেক্ষ পরমাণুর ক্ষেত্রে, ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। নিউট্রনের সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে, যা একটি মৌলের বিভিন্ন আইসোটোপ তৈরি করে। অক্সিজেনের সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ হল অক্সিজেন-16 ($^{16}$O)।
- প্রোটনের সংখ্যা: অক্সিজেনের পারমাণবিক সংখ্যা 8। অতএব, একটি অক্সিজেন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে 8টি প্রোটন থাকে।
- ইলেকট্রনের সংখ্যা: একটি নিরপেক্ষ অক্সিজেন পরমাণুতে, ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। তাই, এতে 8টি ইলেকট্রন থাকে।
- নিউট্রনের সংখ্যা: সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ, অক্সিজেন-16 ($^{16}$O)-এর জন্য, ভর সংখ্যা 16। নিউট্রনের সংখ্যা ভর সংখ্যা থেকে পারমাণবিক সংখ্যা বিয়োগ করে গণনা করা হয়। নিউট্রনের সংখ্যা = ভর সংখ্যা - পারমাণবিক সংখ্যা = 16 - 8 = 8টি নিউট্রন।
অক্সিজেনের ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস নিউক্লিয়াসের চারপাশে পারমাণবিক কক্ষপথগুলিতে ইলেকট্রনগুলির বিন্যাস বর্ণনা করে। 8টি ইলেকট্রন সহ অক্সিজেনের জন্য, এগুলি নিম্নরূপ বিতরণ করা হয়:
-
শেল-ভিত্তিক বিন্যাস:
- K-শেল (n=1): এই সবচেয়ে ভিতরের শেলটিতে সর্বোচ্চ 2টি ইলেকট্রন থাকতে পারে। অক্সিজেনে, K-শেলটি 2টি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ থাকে।
- L-শেল (n=2): এই পরবর্তী শেলটিতে সর্বোচ্চ 8টি ইলেকট্রন থাকতে পারে। অক্সিজেনের অবশিষ্ট 6টি ইলেকট্রন L-শেল দখল করে। সুতরাং, শেল-ভিত্তিক ইলেকট্রন বিন্যাস হল 2, 6।
-
অরবিটাল-ভিত্তিক বিন্যাস: আউফবাউ নীতি, হুন্ডের নিয়ম এবং পাউলির বর্জন নীতি অনুসরণ করে, ইলেকট্রনগুলি প্রতিটি শেলে উপ-শেলগুলিতে (s, p, d, f) বিতরণ করা হয়।
- প্রথম 2টি ইলেকট্রন 1s অরবিটাল দখল করে।
- পরবর্তী 2টি ইলেকট্রন 2s অরবিটাল দখল করে।
- অবশিষ্ট 4টি ইলেকট্রন 2p অরবিটাল দখল করে। 2p উপ-শেলটিতে তিনটি ডিজেনারেট অরবিটাল (2px, 2py, 2pz) রয়েছে। হুন্ডের নিয়ম অনুসারে, ইলেকট্রনগুলি জোড় বাঁধার আগে প্রতিটি অরবিটালে স্বতন্ত্রভাবে প্রবেশ করবে। তাই, একটি ইলেকট্রন 2px-এ যায়, একটি 2py-এ, একটি 2pz-এ, এবং তারপর চতুর্থ ইলেকট্রনটি 2p অরবিটালের একটি ইলেকট্রনের সাথে জোড় বাঁধে (যেমন, 2px)। সুতরাং, অরবিটাল ইলেকট্রন বিন্যাস হল 1s² 2s² 2p⁴।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল একটি পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের ইলেকট্রন শেলে অবস্থিত ইলেকট্রন। এই ইলেকট্রনগুলি প্রধানত রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত থাকে এবং একটি মৌলের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।
অক্সিজেনের জন্য, সবচেয়ে বাইরের শেলটি হল L-শেল (n=2)। এর ইলেকট্রন বিন্যাস (2, 6) থেকে নির্ধারিত হয়েছে যে, L-শেলটিতে 6টি ইলেকট্রন রয়েছে। অতএব, অক্সিজেনের 6টি যোজ্যতা ইলেকট্রন রয়েছে। যোজ্যতা ইলেকট্রনের এই বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বিন্যাস অক্সিজেনের বন্ধন গঠনের প্রবণতাকে প্রভাবিত করে, যা ভারত জুড়ে পরিবার এবং শিল্পে দহন প্রক্রিয়া, এবং জীবন্ত প্রাণীর শ্বাস-প্রশ্বাসের মতো প্রক্রিয়াগুলিতে এর ভূমিকা পালন করে।