ক্যালসিয়াম (Ca): পারমাণবিক গঠন এবং রাসায়নিক বন্ধন

পারমাণবিক পরামিতিগুলির পরিচিতি

ক্যালসিয়াম (Ca) একটি ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু যা পর্যায় সারণীর গ্রুপ 2 এবং পর্যায় 4-এ অবস্থিত। এর মৌলিক পারমাণবিক পরামিতিগুলি এর রাসায়নিক সক্রিয়তা নির্ধারণ করে।

• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 20
  • নিউক্লিয়াসে 20টি প্রোটন নির্দেশ করে।
  • একটি নিরপেক্ষ ক্যালসিয়াম পরমাণুতে 20টি ইলেকট্রনও থাকে।
• ভর সংখ্যা (A): প্রায় 40 (বিশেষত, সর্বাধিক প্রাচুর্যপূর্ণ আইসোটোপ (^40\text{Ca}) এর জন্য)।
  • নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং নিউট্রনের যোগফলকে উপস্থাপন করে।
• প্রোটনের সংখ্যা: 20
• ইলেকট্রনের সংখ্যা: 20 (একটি নিরপেক্ষ পরমাণুতে)
• নিউট্রনের সংখ্যা: $A - Z = 40 - 20 = 20$ ((^40\text{Ca}) এর জন্য)

সাবশেল ইলেকট্রন বিন্যাস

বিভিন্ন সাবশেল এবং অরবিটালে ইলেকট্রনের বিন্যাস ক্যালসিয়ামের রাসায়নিক ধর্ম নির্ধারণ করে।

• পূর্ণ ইলেকট্রন বিন্যাস: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$
• নোবেল গ্যাস বিন্যাস: $[Ar] 4s^2$
  • এটি নির্দেশ করে যে $3p^6$ পর্যন্ত ইলেকট্রন বিন্যাস পূর্ববর্তী নোবেল গ্যাস আর্গন (Ar) এর বিন্যাসের অনুরূপ।
• অরবিটাল চিত্রের ব্যাখ্যা:
  • 1s অরবিটাল: $\uparrow\downarrow$ (2টি ইলেকট্রন)
  • 2s অরবিটাল: $\uparrow\downarrow$ (2টি ইলেকট্রন)
  • 2p অরবিটাল: $\uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow$ (6টি ইলেকট্রন)
  • 3s অরবিটাল: $\uparrow\downarrow$ (2টি ইলেকট্রন)
  • 3p অরবিটাল: $\uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow$ (6টি ইলেকট্রন)
  • 4s অরবিটাল: $\uparrow\downarrow$ (2টি ইলেকট্রন)

যোজ্যতা ইলেকট্রন ও যোজ্যতা

যোজ্যতা ইলেকট্রনের সংখ্যা একটি মৌলের বন্ধন আচরণ এবং সাধারণ জারণ অবস্থা নির্ধারণ করে।

• যোজ্যতা ইলেকট্রন: ক্যালসিয়ামের 2টি যোজ্যতা ইলেকট্রন রয়েছে, যা সর্ববহিঃস্থ $4s$ সাবশেলে অবস্থিত।
• অষ্টক সূত্র: একটি স্থিতিশীল নোবেল গ্যাস বিন্যাস (যেমন আর্গনের $3s^2 3p^6$ অষ্টক) অর্জনের জন্য, ক্যালসিয়াম সহজেই এই 2টি যোজ্যতা ইলেকট্রন হারায়।
• জারণ অবস্থা: দুটি ইলেকট্রন হারানোর পর, ক্যালসিয়াম একটি ধনাত্মক আধানযুক্ত আয়ন, $\text\{Ca\}^\{2+\}$ গঠন করে, এইভাবে +2 এর একটি সাধারণ জারণ অবস্থা প্রদর্শন করে।
• সাধারণ যোজ্যতা: 2

বন্ধন আচরণ

ক্যালসিয়াম একটি অত্যন্ত সক্রিয় ধাতু, এবং এর বন্ধন আচরণ মূলত আয়নিক বন্ধন গঠনের দ্বারা চিহ্নিত হয়।

• প্রাথমিক বন্ধন প্রকার: আয়নিক বন্ধন
  • একটি ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু হওয়ায়, ক্যালসিয়ামের আয়নিকরণ শক্তি কম। এটি সহজেই এর দুটি যোজ্যতা ইলেকট্রন উচ্চ তড়িৎঋণাত্মক অধাতুগুলিকে দান করে একটি স্থিতিশীল $\text\{Ca\}^\{2+\}$ ক্যাটায়ন গঠন করে। এই ইলেকট্রন স্থানান্তর আয়নিক বন্ধনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত শক্তিশালী স্থিরতড়িৎ আকর্ষণ তৈরি করে।
  • উদাহরণ:
    • ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO): $\text\{Ca\}^\{2+\}$ এবং $\text\{O\}^\{2-\}$ আয়নের মধ্যে গঠিত।
    • ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl₂): $\text\{Ca\}^\{2+\}$ এবং দুটি $\text\{Cl\}^\{-\}$ আয়নের মধ্যে গঠিত।
    • ক্যালসিয়াম কার্বনেট (CaCO₃): $\text\{Ca\}^\{2+\}$ এবং বহুপরমাণুযুক্ত কার্বনেট অ্যানায়ন ($\text\{CO\}_\{3\}^\{2-\}$) দ্বারা গঠিত, যা আয়নিক শক্তির দ্বারা একত্রে ধরে রাখা হয়।
    • ক্যালসিয়াম হাইড্রক্সাইড (Ca(OH)₂): $\text\{Ca\}^\{2+\}$ এবং দুটি $\text\{OH\}^\{-\}$ আয়ন থেকে গঠিত।
• ধাতব বন্ধন:
  • এর মৌলিক কঠিন অবস্থায়, ক্যালসিয়াম পরমাণুগুলি ধাতব বন্ধন দ্বারা একত্রে ধরে রাখা হয়। এতে একটি $\text\{Ca\}^\{2+\}$ ক্যাটায়নের জালিকা জড়িত থাকে যা ইলেক্ট্রনের একটি “সমুদ্রে” নিমজ্জিত থাকে, যা এর বৈশিষ্ট্যপূর্ণ ধাতব ধর্ম যেমন বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং নমনীয়তার জন্য দায়ী।