স্ক্যান্ডিয়াম পরিচিতি
স্ক্যান্ডিয়াম (Sc) একটি রূপালী-সাদা ধাতব উপাদান যা পর্যায় সারণীতে প্রথম অবস্থান্তর ধাতু হিসেবে অবস্থান করে। এর পারমাণবিক সংখ্যা ২১, যা গ্রুপ ৩ এবং পর্যায় ৪-এ অবস্থিত। অবস্থান্তর ধাতু হওয়া সত্ত্বেও, এর ইলেকট্রন বিন্যাসের কারণে এটি বিরল মৃত্তিকা উপাদানগুলির কাছাকাছি বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। স্ক্যান্ডিয়াম তুলনামূলকভাবে বিরল এবং প্রধানত থরটভেইটাইটের (thortveitite) মতো খনিজ পদার্থে পাওয়া যায়। ভারতে, অন্যান্য অনেক বিরল মৃত্তিকা উপাদানের মতো, স্ক্যান্ডিয়াম মোনাজাইট বালিতে স্বল্প পরিমাণে উপস্থিত থাকতে পারে, বিশেষ করে কেরালা এবং ওড়িশার মতো উপকূলীয় অঞ্চলে, যেখানে এই ধরনের খনিজ পদার্থগুলি তাদের বিরল মৃত্তিকা উপাদানের জন্য প্রক্রিয়াজাত করা হয়।
স্ক্যান্ডিয়ামের মৌলিক পারমাণবিক কণা
অন্যান্য যে কোনো উপাদানের মতো স্ক্যান্ডিয়ামের পারমাণবিক গঠনও এর প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয়।
পারমাণবিক সংখ্যা (Z)
একটি উপাদানের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে থাকা প্রোটনের সংখ্যা নির্দেশ করে। স্ক্যান্ডিয়ামের ক্ষেত্রে, পারমাণবিক সংখ্যা হল ২১।
- স্ক্যান্ডিয়ামের প্রোটন সংখ্যা = ২১
ভর সংখ্যা (A) এবং নিউট্রন
ভর সংখ্যা (A) একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং নিউট্রনের মোট সংখ্যা নির্দেশ করে। স্ক্যান্ডিয়ামের সবচেয়ে প্রাচুর্যপূর্ণ এবং স্থিতিশীল আইসোটোপ হল স্ক্যান্ডিয়াম-৪৫ (⁴⁵Sc)।
- স্ক্যান্ডিয়াম-৪৫ এর ভর সংখ্যা = ৪৫
- নিউট্রনের সংখ্যা ভর সংখ্যা থেকে পারমাণবিক সংখ্যা বিয়োগ করে গণনা করা হয়: নিউট্রন সংখ্যা = ভর সংখ্যা - পারমাণবিক সংখ্যা।
- স্ক্যান্ডিয়াম-৪৫ এ নিউট্রন সংখ্যা = ৪৫ - ২১ = ২৪
ইলেকট্রন
একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। যেহেতু স্ক্যান্ডিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা ২১, তাই একটি নিরপেক্ষ স্ক্যান্ডিয়াম পরমাণুতে ২১টি ইলেকট্রন থাকবে।
- একটি নিরপেক্ষ স্ক্যান্ডিয়াম পরমাণুর ইলেকট্রন সংখ্যা = ২১
স্ক্যান্ডিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস একটি পরমাণু বা অণুর ইলেকট্রনগুলির পারমাণবিক কক্ষপথে বন্টন বর্ণনা করে। স্ক্যান্ডিয়াম (Z=21) এর জন্য, ২১টি ইলেকট্রন আউফবাউ নীতি, পাউলির বর্জন নীতি এবং হুন্ডের নিয়ম অনুসারে পূরণ করা হয়।
স্ক্যান্ডিয়ামের সম্পূর্ণ ইলেকট্রন বিন্যাস হল: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²
এটি এভাবে বোঝা যেতে পারে:
- 1s²: প্রথম শক্তিস্তরের s-কক্ষপথে দুটি ইলেকট্রন।
- 2s² 2p⁶: দ্বিতীয় শক্তিস্তরের s-কক্ষপথে দুটি ইলেকট্রন এবং এর p-কক্ষপথগুলিতে ছয়টি ইলেকট্রন, যা দ্বিতীয় কক্ষপথকে সম্পূর্ণ করে (৮টি ইলেকট্রন)।
- 3s² 3p⁶: তৃতীয় শক্তিস্তরের s-কক্ষপথে দুটি ইলেকট্রন এবং এর p-কক্ষপথগুলিতে ছয়টি ইলেকট্রন, যা সম্পূর্ণ আর্গন কোর তৈরি করে (এ পর্যন্ত ১৮টি ইলেকট্রন: [Ar])।
- 3d¹: 3d কক্ষপথে একটি ইলেকট্রন।
- 4s²: চতুর্থ শক্তিস্তরের s-কক্ষপথে দুটি ইলেকট্রন।
আর্গনকে কোর হিসেবে ব্যবহার করে মহৎ গ্যাস বিন্যাস এটিকে সরল করে: [Ar] 3d¹ 4s²
স্ক্যান্ডিয়ামের যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের কক্ষে অবস্থিত ইলেকট্রন, যা রাসায়নিক বন্ধনে অংশ নেয়। স্ক্যান্ডিয়ামের মতো অবস্থান্তর ধাতুগুলির ক্ষেত্রে, সবচেয়ে বাইরের s-উপকক্ষপথের ইলেকট্রন এবং উপান্ত (n-1)d-উপকক্ষপথের ইলেকট্রন উভয়ই বন্ধনে অংশ নিতে পারে।
[Ar] 3d¹ 4s² ইলেকট্রন বিন্যাস সহ স্ক্যান্ডিয়ামের জন্য:
- সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তিস্তর হল n=4, যা 4s উপকক্ষে ২টি ইলেকট্রন ধারণ করে।
- উপান্ত 3d উপকক্ষে ১টি ইলেকট্রন রয়েছে।
অতএব, স্ক্যান্ডিয়ামের সাধারণত থাকে:
- যোজ্যতা ইলেকট্রন সংখ্যা = ২ (4s থেকে) + ১ (3d থেকে) = ৩টি যোজ্যতা ইলেকট্রন
এটি ব্যাখ্যা করে কেন স্ক্যান্ডিয়াম তার যৌগগুলিতে প্রধানত +3 জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে, এই তিনটি যোজ্যতা ইলেকট্রন ত্যাগ করে আর্গনের মতো একটি স্থিতিশীল মহৎ গ্যাস বিন্যাস অর্জন করে।