টাংস্টেনের পারমাণবিক গঠন বোঝা
টাংস্টেন (W) একটি আকর্ষণীয় মৌল যার অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে, বিশেষ করে এর অত্যন্ত উচ্চ গলনাঙ্ক, যা এটিকে অনেক শিল্প প্রয়োগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে। ভারতে, উল্লেখযোগ্য খনিজ উত্তোলন সক্রিয় না থাকলেও, রাজস্থানের দেগানার মতো ঐতিহাসিক আমানত বিদ্যমান। টাংস্টেন দৈনন্দিন জিনিসপত্র যেমন ভাস্বর আলোর বাল্বের ফিলামেন্ট, ওয়েল্ডিং ইলেক্ট্রোড এবং কাটিং টুলের জন্য বিশেষ সংকর ধাতুতে ব্যবহৃত হয়।
একটি টাংস্টেন পরমাণুর মৌলিক কণা
একটি মৌলের প্রতিটি পরমাণু তার পারমাণবিক সংখ্যা (Z) দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয়, যা এর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা নির্দেশ করে। টাংস্টেনের পারমাণবিক সংখ্যা ৭৪।
- প্রোটন: একটি নিরপেক্ষ টাংস্টেন পরমাণুর জন্য, প্রোটনের সংখ্যা হলো ৭৪। এই ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণাগুলি নিউক্লিয়াসে থাকে।
- ইলেকট্রন: একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে, চার্জ ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য ইলেকট্রনের সংখ্যা প্রোটনের সংখ্যার সমান হয়। সুতরাং, একটি নিরপেক্ষ টাংস্টেন পরমাণুতে ৭৪টি ইলেকট্রন থাকে। এই ঋণাত্মক চার্জযুক্ত কণাগুলি নির্দিষ্ট শক্তি স্তরে নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণ করে।
- নিউট্রন: একটি মৌলের আইসোটোপগুলির মধ্যে নিউট্রনের সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে। টাংস্টেনের সবচেয়ে প্রচুর পরিমাণে প্রাপ্ত আইসোটোপ হলো টাংস্টেন-১৮৪ ($^{184}$W), যার পারমাণবিক ভর সংখ্যা ১৮৪। নিউট্রনের সংখ্যা পারমাণবিক সংখ্যা (প্রোটন) ভর সংখ্যা থেকে বিয়োগ করে গণনা করা হয়: নিউট্রন = ভর সংখ্যা - পারমাণবিক সংখ্যা নিউট্রন = ১৮৪ - ৭৪ = ১১০ টাংস্টেনের অন্যান্য প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত আইসোটোপগুলির নিউট্রনের সংখ্যা ভিন্ন হবে, উদাহরণস্বরূপ, টাংস্টেন-১৮২-তে ১০৮টি নিউট্রন এবং টাংস্টেন-১৮৬-তে ১১২টি নিউট্রন রয়েছে।
টাংস্টেনের ইলেকট্রন বিন্যাস
ইলেকট্রন বিন্যাস একটি পরমাণুর পারমাণবিক অরবিটালে ইলেকট্রনের বিন্যাসকে বর্ণনা করে। টাংস্টেন (Z=74) এর জন্য, ভূমি অবস্থার ইলেকট্রন বিন্যাস দুটি উপায়ে লেখা যেতে পারে: সম্পূর্ণ বিন্যাস বা সংকুচিত নোবেল গ্যাস বিন্যাস।
-
সম্পূর্ণ ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d⁴ 6s²
-
সংকুচিত নোবেল গ্যাস বিন্যাস: এই বিন্যাসটি কোর ইলেকট্রনগুলিকে উপস্থাপন করার জন্য পূর্ববর্তী নোবেল গ্যাসের প্রতীক ব্যবহার করে। টাংস্টেনের পূর্ববর্তী নোবেল গ্যাস হলো জেনন (Xe), যার পারমাণবিক সংখ্যা ৫৪। এর বিন্যাস হলো 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶। সুতরাং, টাংস্টেনের জন্য সংকুচিত বিন্যাস হলো: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²
এই বিন্যাসটি নির্দেশ করে যে জেননের স্থিতিশীল ইলেকট্রন শেলের পরে, 4f সাবশেলে ১৪টি ইলেকট্রন, 5d সাবশেলে ৪টি ইলেকট্রন এবং 6s সাবশেলে ২টি ইলেকট্রন রয়েছে। 4f সাবশেল সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ, যখন 5d এবং 6s সাবশেল আংশিকভাবে পূর্ণ।
টাংস্টেনের যোজ্যতা ইলেকট্রন
যোজ্যতা ইলেকট্রন হলো পরমাণুর সর্ববহিস্থ স্তরের ইলেকট্রন এবং আংশিকভাবে পূর্ণ অভ্যন্তরীণ স্তরের ইলেকট্রন যা রাসায়নিক বন্ধনে অংশ নেয়। টাংস্টেনের মতো অবস্থান্তর ধাতুগুলির জন্য, সর্ববহিস্থ ‘s’ ইলেকট্রন এবং আংশিকভাবে পূর্ণ (n-1)d সাবশেলের (যেখানে n হলো সর্ববহিস্থ স্তরের প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা) ইলেকট্রন উভয়কেই যোজ্যতা ইলেকট্রন হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
টাংস্টেনের জন্য:
- সর্বোচ্চ প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা হলো n=6, যা 6s² ইলেকট্রন ধারণ করে।
- 5d সাবশেল, একটি অভ্যন্তরীণ শেল (n-1 = 5), 5d⁴ ইলেকট্রন দ্বারা আংশিকভাবে পূর্ণ।
সুতরাং, টাংস্টেনের ৬টি যোজ্যতা ইলেকট্রন রয়েছে (6s থেকে ২টি এবং 5d থেকে ৪টি)। এই ইলেকট্রনগুলি প্রাথমিকভাবে রাসায়নিক বন্ধন গঠনে এবং টাংস্টেনের রাসায়নিক বিক্রিয়াশীলতা ও জারণ অবস্থা নির্ধারণে জড়িত, যেমন এর সাধারণ +৬ জারণ অবস্থা।