প্রোমেথিয়ামের পরিচিতি
প্রোমেথিয়াম (Pm) একটি রাসায়নিক মৌল যার পারমাণবিক সংখ্যা ৬১। এটি বিরল মৃত্তিকা মৌলগুলির মধ্যে অন্যতম, পর্যায় সারণীর ল্যান্থানাইড সিরিজের অন্তর্গত। বিসমাথ (পারমাণবিক সংখ্যা ৮৩) পর্যন্ত মৌলগুলির মধ্যে প্রোমেথিয়াম অনন্য, কারণ এটিই একমাত্র মৌল যা একচেটিয়াভাবে তেজস্ক্রিয় এবং এর কোনো স্থিতিশীল আইসোটোপ নেই। এটি প্রথম ১৯৪৫ সালে ইউরেনিয়ামের বিভাজন পণ্য থেকে বিচ্ছিন্ন ও চিহ্নিত করা হয়েছিল। এর তেজস্ক্রিয় প্রকৃতি এবং স্বল্প অর্ধ-জীবনের কারণে, প্রোমেথিয়াম প্রাকৃতিকভাবে পৃথিবীতে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে পাওয়া যায় না এবং এটি প্রধানত পারমাণবিক চুল্লিতে উৎপাদিত হয়।
মৌলের প্রতীক এবং পারমাণবিক সংখ্যা
প্রোমেথিয়ামের মৌল প্রতীক হলো Pm। এর পারমাণবিক সংখ্যা, Z = 61, প্রতিটি প্রোমেথিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্দেশ করে।
প্রোমেথিয়ামের উপাদান কণা
প্রোমেথিয়ামের পারমাণবিক গঠন, যেকোনো পরমাণুর মতোই, প্রোটন এবং নিউট্রন ধারণকারী একটি নিউক্লিয়াস দ্বারা গঠিত, যা ইলেকট্রন দ্বারা পরিবেষ্টিত থাকে। একটি নিরপেক্ষ পরমাণুর জন্য, ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়।
প্রোটন
পারমাণবিক সংখ্যা (Z) সরাসরি একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্দিষ্ট করে। প্রোমেথিয়ামের (Pm) জন্য, যার পারমাণবিক সংখ্যা ৬১, এর নিউক্লিয়াসে ৬১টি প্রোটন রয়েছে।
নিউট্রন
একটি পরমাণুতে নিউট্রনের সংখ্যা পরিবর্তিত হতে পারে, যার ফলে একই মৌলের বিভিন্ন আইসোটোপ তৈরি হয়। একটি আইসোটোপের ভর সংখ্যা (A) হলো এর প্রোটন এবং নিউট্রনের যোগফল। প্রোমেথিয়ামের সবচেয়ে স্থিতিশীল আইসোটোপ হলো প্রোমেথিয়াম-১৪৫ (¹⁴⁵Pm), যার আনুমানিক পারমাণবিক ভর ১৪৫ পারমাণবিক ভর একক (amu)।
প্রোমেথিয়াম-১৪৫ এর জন্য নিউট্রনের সংখ্যা গণনা করতে: নিউট্রনের সংখ্যা = ভর সংখ্যা (A) - পারমাণবিক সংখ্যা (Z) নিউট্রনের সংখ্যা = ১৪৫ - ৬১ = ৮৪টি নিউট্রন
ইলেকট্রন
একটি নিরপেক্ষ প্রোমেথিয়াম পরমাণুতে, নিউক্লিয়াসকে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রনের সংখ্যা নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যার সমান। অতএব, একটি নিরপেক্ষ প্রোমেথিয়াম পরমাণুতে ৬১টি ইলেকট্রন থাকে।
ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস বর্ণনা করে যে কীভাবে ইলেকট্রনগুলি একটি পরমাণুর মধ্যে পারমাণবিক অরবিটালে বিতরণ করা হয়। প্রোমেথিয়ামের জন্য, ৬১টি ইলেকট্রন সহ, বিতরণ নির্দিষ্ট নিয়মাবলী (আউফবাউ নীতি, পাউলি বর্জন নীতি, হুন্ডের নিয়ম) অনুসরণ করে।
শেল-ভিত্তিক বিন্যাস
প্রোমেথিয়ামের (Z=61) পূর্ণ গ্রাউন্ড-স্টেট ইলেকট্রন বিন্যাস হলো: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f⁵
একটি আরও সংক্ষেপিত বিন্যাস, নিষ্ক্রিয় গ্যাস জেনন ([Xe], যার ৫৪টি ইলেকট্রন রয়েছে) ব্যবহার করে, এটিকে সরল করে তোলে: [Xe] 4f⁵ 6s²
এই বিন্যাস নির্দেশ করে যে জেননের সমতুল্য কোর ইলেকট্রনগুলির পরে, 4f সাবশেলে ৫টি ইলেকট্রন এবং 6s সাবশেলে ২টি ইলেকট্রন রয়েছে।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হলো পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের শেলে অবস্থিত ইলেকট্রন অথবা যেগুলি রাসায়নিক বন্ধনে অংশগ্রহণ করে। ল্যান্থানাইড সিরিজের মৌলগুলির জন্য, যেমন প্রোমেথিয়াম, সবচেয়ে বাইরের s-ইলেকট্রন এবং প্রায়শই কিছু f-ইলেকট্রন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় জড়িত থাকে।
প্রোমেথিয়ামের ([Xe] 4f⁵ 6s²) ক্ষেত্রে: সর্বোচ্চ প্রধান শক্তি স্তরের (n=6) ইলেকট্রনগুলি হলো দুটি 6s ইলেকট্রন। এগুলিকে সর্বোচ্চ শক্তি শেলে তাদের অবস্থানের কারণে প্রাথমিক যোজ্যতা ইলেকট্রন হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
তবে, ল্যান্থানাইডগুলির একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হলো তাদের সাধারণ +3 জারণ অবস্থা। এতে সাধারণত দুটি 6s ইলেকট্রন এবং একটি 4f ইলেকট্রন হারানো জড়িত থাকে। এইভাবে, যদিও 6s ইলেকট্রনগুলি প্রযুক্তিগতভাবে সবচেয়ে বাইরের যোজ্যতা ইলেকট্রন, 4f ইলেকট্রনগুলিও প্রোমেথিয়ামের রাসায়নিক আচরণ এবং বন্ধনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। অনেক উচ্চ বিদ্যালয়ের প্রেক্ষাপটে, 6s² ইলেকট্রনগুলিকে যোজ্যতা ইলেকট্রন হিসাবে চিহ্নিত করা হয়।