ইউরেনিয়ামের পারমাণবিক গঠন বোঝা
ইউরেনিয়াম, যা ‘U’ প্রতীক দ্বারা চিহ্নিত এবং যার পারমাণবিক সংখ্যা 92, একটি ভারী, প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত তেজস্ক্রিয় মৌল। এর পারমাণবিক গঠন এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং পারমাণবিক আচরণ নির্ধারণ করে। রসায়ন, বিশেষ করে পারমাণবিক বিজ্ঞান ও শক্তি অধ্যয়নরত শিক্ষার্থীদের জন্য এই গঠন বোঝা মৌলিক।
মৌলিক পারমাণবিক গঠন
একটি মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা (Z) তার নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্দেশ করে। ইউরেনিয়ামের ক্ষেত্রে:
- প্রোটন: একটি ইউরেনিয়াম পরমাণুতে সর্বদা এর নিউক্লিয়াসে 92টি প্রোটন থাকে। এই সংখ্যাটি ইউরেনিয়ামের জন্য অনন্য এবং এটি অন্যান্য সমস্ত মৌল থেকে এটিকে আলাদা করে।
- ইলেকট্রন: একটি নিরপেক্ষ ইউরেনিয়াম পরমাণুতে, ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান। অতএব, একটি নিরপেক্ষ ইউরেনিয়াম পরমাণুতে নিউক্লিয়াসকে ঘিরে 92টি ইলেকট্রন থাকে।
নিউট্রনের সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে, যার ফলে ইউরেনিয়ামের বিভিন্ন আইসোটোপ তৈরি হয়। ভর সংখ্যা (A) নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং নিউট্রনের মোট সংখ্যাকে বোঝায়।
- ইউরেনিয়াম-238 (U-238): এটি সবচেয়ে বেশি প্রাপ্ত আইসোটোপ, যা প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামের 99% এরও বেশি অংশ গঠন করে।
- ভর সংখ্যা (A) = 238
- নিউট্রনের সংখ্যা = A - Z = 238 - 92 = 146টি নিউট্রন।
- ইউরেনিয়াম-235 (U-235): এই আইসোটোপটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং অস্ত্রের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এর ফিশনযোগ্য প্রকৃতির কারণে।
- ভর সংখ্যা (A) = 235
- নিউট্রনের সংখ্যা = A - Z = 235 - 92 = 143টি নিউট্রন।
ইলেকট্রন শেল বিন্যাস
নিউক্লিয়াসের চারপাশে বিভিন্ন শক্তি স্তর বা শেলে ইলেকট্রনের বিন্যাস একটি মৌলের রাসায়নিক সক্রিয়তা নির্ধারণ করে। ইউরেনিয়ামের (Z=92) জন্য, অ্যাক্টিনাইড সিরিজে (f-ব্লক মৌল) এর অবস্থানের কারণে ইলেকট্রন বিন্যাস জটিল।
ইউরেনিয়ামের ভূমিস্থ-স্থিতি ইলেকট্রন বিন্যাস র্যাডন (Rn) এর নোবেল গ্যাস কোর নোটেশন ব্যবহার করে উপস্থাপন করা যেতে পারে, যার 86টি ইলেকট্রন রয়েছে:
[Rn] 5f³ 6d¹ 7s²
এই নোটেশন বোঝায়:
- র্যাডন পর্যন্ত ইলেকট্রন শেলগুলি (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶) সম্পূর্ণ ভরা, যা 86টি ইলেকট্রন ধারণ করে।
- র্যাডন কোরের বাইরে, অবশিষ্ট 6টি ইলেকট্রন (92 - 86 = 6) 5f, 6d এবং 7s অরবিটালগুলিতে থাকে। específicamente, 5f সাবশেলে 3টি ইলেকট্রন, 6d সাবশেলে 1টি ইলেকট্রন এবং 7s সাবশেলে 2টি ইলেকট্রন।
যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হল রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত সবচেয়ে বাইরের ইলেকট্রন। ইউরেনিয়ামের মতো f-ব্লক মৌলগুলির জন্য, যোজ্যতা ইলেকট্রন সনাক্তকরণ প্রধান গ্রুপ মৌলগুলির তুলনায় কম সরল হতে পারে কারণ সবচেয়ে বাইরের s, p, d, এবং f অরবিটালগুলির শক্তি খুব কাছাকাছি থাকে।
ইউরেনিয়ামের জন্য, 5f, 6d, এবং 7s ইলেকট্রন এর যোজ্যতা ইলেকট্রন হিসাবে বিবেচিত হয়। এর পরিমাণ হল:
- 5f সাবশেল থেকে 3টি ইলেকট্রন
- 6d সাবশেল থেকে 1টি ইলেকট্রন
- 7s সাবশেল থেকে 2টি ইলেকট্রন
অতএব, ইউরেনিয়াম সাধারণত 6টি যোজ্যতা ইলেকট্রন প্রদর্শন করে, যা এটিকে বিভিন্ন রাসায়নিক যৌগ গঠন করতে এবং একাধিক জারণ অবস্থা, সবচেয়ে সাধারণভাবে +3, +4, +5 এবং +6, প্রদর্শন করতে দেয়।
ভারতে প্রাপ্তি এবং তাৎপর্য
ভারতের শক্তি খাতে ইউরেনিয়াম একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। দেশের বিভিন্ন অংশে ইউরেনিয়াম আকরিকের উল্লেখযোগ্য আমানত পাওয়া যায়, বিশেষ করে ঝাড়খণ্ডের জাদুগুড়া খনি এবং অন্ধ্রপ্রদেশের তুম্মাল্লে খনিতে। এই আমানতগুলি ভারতের পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির জ্বালানি চাহিদা পূরণের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেমন তারাপুর (মহারাষ্ট্র), রাওয়াতভাতা (রাজস্থান), কাইগা (কর্নাটক) এবং কুদানকুলাম (তামিলনাড়ু), যা দেশের জন্য বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।