প্রোট্যাকটিনিয়াম (Pa) পরিচিতি
প্রোট্যাকটিনিয়াম (Pa) একটি বিরল, রূপালী-ধূসর অ্যাকটিনাইড ধাতু যার পারমাণবিক সংখ্যা ৯১। এটি পর্যায় সারণীর নিচে অবস্থিত মৌলগুলির একটি গ্রুপ, অ্যাকটিনাইড সিরিজে স্থান পেয়েছে। প্রোট্যাকটিনিয়াম একটি অত্যন্ত তেজস্ক্রিয় মৌল, যার অর্থ এর পারমাণবিক নিউক্লিয়াসগুলি অস্থির এবং সময়ের সাথে সাথে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে বিকিরণ নির্গত করে। এর চরম বিরলতা এবং উচ্চ তেজস্ক্রিয়তার কারণে, এর কোনো উল্লেখযোগ্য শিল্প বা গৃহস্থালি ব্যবহার নেই। এটি ইউরেনিয়াম আকরিকের মধ্যে ক্ষয়প্রাপ্ত পণ্য হিসাবে সামান্য পরিমাণে পাওয়া যায়, যেমন ভারতের নির্দিষ্ট কিছু অঞ্চলে, উদাহরণস্বরূপ ঝাড়খণ্ডে খনন করা আকরিকগুলিতে, তবে এর ঘনত্ব অত্যন্ত কম।
মৌলিক পারমাণবিক কণা
একটি নিরপেক্ষ পরমাণুর মধ্যে প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা পরীক্ষা করে প্রোট্যাকটিনিয়ামের পারমাণবিক গঠন বোঝা যায়।
প্রোটন
একটি মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্ধারণ করে। প্রোট্যাকটিনিয়ামের জন্য পারমাণবিক সংখ্যা ৯১।
- প্রোটনের সংখ্যা = ৯১
ইলেকট্রন
একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণকারী ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান।
- ইলেকট্রনের সংখ্যা = ৯১
নিউট্রন
একটি পরমাণুতে নিউট্রনের সংখ্যা পরিবর্তিত হতে পারে, যা একটি মৌলের বিভিন্ন আইসোটোপ তৈরি করে। প্রোট্যাকটিনিয়ামের সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং প্রচলিত আইসোটোপ হল প্রোট্যাকটিনিয়াম-২৩১ ($^{231}\text{Pa}$)। এই আইসোটোপের ভর সংখ্যা (A) হল ২৩১। ভর সংখ্যা (A) থেকে পারমাণবিক সংখ্যা (Z) বিয়োগ করে নিউট্রনের সংখ্যা গণনা করা হয়: নিউট্রনের সংখ্যা = ভর সংখ্যা (A) - পারমাণবিক সংখ্যা (Z) নিউট্রনের সংখ্যা = ২৩১ - ৯১ = ১৪০
- নিউট্রনের সংখ্যা ($^{231}\text{Pa}$ এর জন্য) = ১৪০
ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস একটি পরমাণুর পারমাণবিক অরবিটালে ইলেকট্রনগুলির বিন্যাস বর্ণনা করে। প্রোট্যাকটিনিয়াম (Z=৯১) এর জন্য, f-ব্লক মৌলগুলির জটিলতা বিবেচনা করে, ইলেকট্রন বিন্যাস আউফবাউ নীতি এবং হুন্ডের নিয়ম অনুসরণ করে।
ইলেকট্রন বিন্যাস রেডন (Rn) এর বিন্যাস উল্লেখ করে মহৎ গ্যাস কোর নোটেশন ব্যবহার করে লেখা যেতে পারে, যার পারমাণবিক সংখ্যা ৮৬। রেডন (Rn) এর ইলেকট্রন বিন্যাস হল $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2 6p^6$।
প্রোট্যাকটিনিয়াম (Z=৯১) এর জন্য, ইলেকট্রনগুলি রেডনের বাইরের অরবিটালগুলি পূরণ করে: বিন্যাসটি হল: $[Rn] 5f^2 6d^1 7s^2$
এর মানে হল:
- রেডন পর্যন্ত ইলেকট্রন (৮৬টি ইলেকট্রন) কোর বিন্যাসে আছে।
- দুটি ইলেকট্রন $7s$ অরবিটালে থাকে।
- একটি ইলেকট্রন $6d$ অরবিটালে থাকে।
- দুটি ইলেকট্রন $5f$ অরবিটালে থাকে।
মোট ইলেকট্রন সংখ্যা হল $86 (\text{Rn থেকে}) + 2 (5f) + 1 (6d) + 2 (7s) = 91$, যা প্রোট্যাকটিনিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যার সাথে মিলে যায়। অ্যাকটিনাইডগুলির জন্য $5f$ এবং $6d$ অরবিটালগুলি শক্তিতে খুব কাছাকাছি থাকে, যার ফলে সামান্য ভিন্ন বিন্যাস দেখা যায় যা কখনও কখনও সহজ পূরণ নিয়ম থেকে বিচ্যুত হয়।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল পরমাণুর বাইরেরতম শেল বা সাবশেলে অবস্থিত ইলেকট্রন যা রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত এবং একটি মৌলের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। রূপান্তর ধাতু এবং অভ্যন্তরীণ রূপান্তর ধাতুগুলির (যেমন অ্যাকটিনাইড) জন্য, যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলিতে সাধারণত বাইরেরতম ‘s’ অরবিটালের ইলেকট্রনগুলি অন্তর্ভুক্ত থাকে এবং প্রায়শই বাইরেরতম শেলের ঠিক ভিতরের ‘d’ এবং ‘f’ অরবিটালের ইলেকট্রনগুলিও থাকে।
প্রোট্যাকটিনিয়ামের জন্য, যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলি হল $7s$, $6d$, এবং $5f$ অরবিটালের ইলেকট্রনগুলি:
- $7s^2$ (২টি ইলেকট্রন)
- $6d^1$ (১টি ইলেকট্রন)
- $5f^2$ (২টি ইলেকট্রন)
প্রোট্যাকটিনিয়ামের মোট যোজ্যতা ইলেকট্রনের সংখ্যা হল $2 + 1 + 2 = 5$। এই ইলেকট্রনগুলি রাসায়নিক বন্ধন গঠনে এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণের জন্য উপলব্ধ, যদিও প্রোট্যাকটিনিয়ামের উচ্চ তেজস্ক্রিয়তা এর রসায়ন অধ্যয়নকে চ্যালেঞ্জিং করে তোলে।