কোবাল্ট (Co) সংশোধন নির্দেশিকা

কোবাল্ট (Co) এর পারমাণবিক মডেলের বিশদ বিবরণ

কোবাল্ট (Co) হলো পর্যায় সারণীর 9 নং শ্রেণী এবং 4 নং পর্যায়ের একটি অবস্থান্তর ধাতু। এর পারমাণবিক গঠন নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য দ্বারা চিহ্নিত:

• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 27
  • এটি প্রতিটি কোবাল্ট পরমাণুর নিউক্লিয়াসে 27টি প্রোটন নির্দেশ করে।
  • একটি নিরপেক্ষ কোবাল্ট পরমাণুর জন্য, এছাড়াও 27টি ইলেকট্রন থাকে।
• ভর সংখ্যা (A): কোবাল্টের সবচেয়ে প্রচুর আইসোটোপ হলো কোবাল্ট-59 ($^\{59\}\text\{Co\}$), যা প্রাকৃতিকভাবে বিদ্যমান কোবাল্টের 100%।
  • নিউট্রনের সংখ্যা: $^\{59\}\text\{Co\}$ এর জন্য, নিউট্রনের সংখ্যা হলো $\text\{A\} - \text\{Z\} = 59 - 27 = 32$।
• পারমাণবিক আকার:
  • সমযোজী ব্যাসার্ধ: প্রায় 126 পিকোমিটার (pm)। এই মানটি সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ পরমাণুর আকার নির্দেশ করে।
  • অবস্থান্তর মৌলগুলির ক্ষেত্রে একটি পর্যায় বরাবর পারমাণবিক আকার সাধারণত হ্রাস পায়, কারণ নিউক্লিয়াসের চার্জ বৃদ্ধি পায় এবং d-ইলেকট্রন দ্বারা অপেক্ষাকৃত দুর্বল আচ্ছাদন (shielding) ঘটে, যা যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলির উপর আরও শক্তিশালী আকর্ষণ সৃষ্টি করে।

ইলেকট্রন বিন্যাস ও শেল ডায়াগ্রাম

একটি পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস তার ইলেকট্রনগুলির পারমাণবিক অরবিটালে বিতরণকে বর্ণনা করে।

• ভূমিস্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস:

  • সম্পূর্ণ বিন্যাস: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^7 4s^2$
  • নোবেল গ্যাস বিন্যাস: $[Ar] 3d^7 4s^2$
  • সবচেয়ে বাইরের শেলটি হলো 4র্থ শেল, যাতে $4s$ অরবিটালে 2টি ইলেকট্রন থাকে। 7টি ইলেকট্রন সহ অসম্পূর্ণ $3d$ সাবশেলটি একটি অবস্থান্তর ধাতুর বৈশিষ্ট্য।

• শেল ডায়াগ্রামের মাধ্যমে উপস্থাপন (প্রতি শেলে ইলেকট্রন বিতরণ):

  • K-শেল (n=1): 2টি ইলেকট্রন ($1s^2$)
  • L-শেল (n=2): 8টি ইলেকট্রন ($2s^2 2p^6$)
  • M-শেল (n=3): 15টি ইলেকট্রন ($3s^2 3p^6 3d^7$)
  • N-শেল (n=4): 2টি ইলেকট্রন ($4s^2$)

  এই বিতরণ থেকে বোঝা যায় যে যোজ্যতা ইলেকট্রনগুলি (যেগুলি রাসায়নিক বন্ধনে জড়িত) প্রধানত $4s$ ইলেকট্রন এবং আংশিকভাবে পূর্ণ $3d$ ইলেকট্রন।

পর্যায়বৃত্ত প্রবণতা

পর্যায় সারণীতে কোবাল্টের অবস্থান এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে বেশ কয়েকটি পর্যায়বৃত্ত প্রবণতার মাধ্যমে প্রভাবিত করে।

আয়নীকরণ এনথালপি (IE)

• প্রথম আয়নীকরণ এনথালপি (IE1): প্রায় 760 kJ/mol।
• প্রবণতা: অবস্থান্তর ধাতুগুলির জন্য, আয়নীকরণ এনথালপি সাধারণত s-ব্লক ধাতুগুলির চেয়ে বেশি হয়, তবে একই পর্যায়ের p-ব্লক মৌলগুলির চেয়ে কম হয়। 3d সিরিজ জুড়ে, IE1 সাধারণত সামান্য অনিয়ম সহ একটি ক্রমবর্ধমান প্রবণতা দেখায়। কোবাল্টের IE1 তুলনামূলকভাবে বেশি কারণ পর্যায় বরাবর এর নিউক্লিয়াসের চার্জ বৃদ্ধি এবং পারমাণবিক ব্যাসার্ধের সংকোচন ঘটে, যার ফলে প্রথম ইলেকট্রন অপসারণ করতে আরও বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়।

তড়িৎ ঋণাত্মকতা

• পাউলিং স্কেলে তড়িৎ ঋণাত্মকতা: প্রায় 1.88।
• প্রবণতা: তড়িৎ ঋণাত্মকতা সাধারণত একটি পর্যায় বরাবর বৃদ্ধি পায়। কোবাল্টের তড়িৎ ঋণাত্মকতা একটি অবস্থান্তর ধাতুর জন্য স্বাভাবিক, যা উচ্চ তড়িৎ-ধনাত্মক s-ব্লক মৌল এবং অধিক তড়িৎ-ঋণাত্মক p-ব্লক মৌলের মধ্যবর্তী স্থানে পড়ে। এটি একটি রাসায়নিক বন্ধনে ইলেকট্রন আকর্ষণ করার মাঝারি প্রবণতা নির্দেশ করে।

ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি (ইলেকট্রন আসক্তি)

• ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপি: প্রায় -64 kJ/mol (তাপোৎপাদী, যা ইলেকট্রন গ্রহণ করার সামান্য প্রবণতা নির্দেশ করে)।
• প্রবণতা: ধাতুগুলির জন্য, ইলেকট্রন গ্রহণ এনথালপির মান সাধারণত ধনাত্মক বা সামান্য ঋণাত্মক হয়, যা নির্দেশ করে যে তারা সহজে ইলেকট্রন গ্রহণ করে না। কোবাল্টের ক্ষুদ্র ঋণাত্মক মান একটি ধাতব মৌলের বৈশিষ্ট্য।

পারমাণবিক ব্যাসার্ধ

• সমযোজী ব্যাসার্ধ: প্রায় 126 pm।
• প্রবণতা: 3d অবস্থান্তর সিরিজে পারমাণবিক ব্যাসার্ধ সাধারণত Sc থেকে Cr/Mn পর্যন্ত হ্রাস পায়, তারপর আপেক্ষিকভাবে স্থির থাকে বা সিরিজের শেষের দিকে (Ni, Cu, Zn) সামান্য বৃদ্ধি দেখায়। এই প্রবণতাটি নিউক্লিয়াসের ক্রমবর্ধমান চার্জ (সংকোচন প্রভাব) এবং d-ইলেকট্রনের ক্রমবর্ধমান সংখ্যা দ্বারা প্রদান করা আচ্ছাদনের (প্রসারণ প্রভাব) কারণে ঘটে, যা সিরিজের পরবর্তী মৌলগুলির জন্য একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখতে সহায়ক হয়। কোবাল্ট এই স্থিতিশীল অঞ্চলে পড়ে।

কোবাল্ট (Co) এর মূল ভৌত বৈশিষ্ট্য

কোবাল্ট একটি উজ্জ্বল, রূপালি-নীল ধাতু যার স্বতন্ত্র ভৌত বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

• ঘনত্ব: 20 °C তাপমাত্রায় 8.90 g/cm$^3$।
• সাধারণ তাপমাত্রায় অবস্থা: কঠিন।
• রঙ: রূপালি-নীল ধাতব দ্যুতি।
• গলনাঙ্ক: 1495 °C।
• স্ফুটনাঙ্ক: 2927 °C।
• চুম্বকীয় বৈশিষ্ট্য: কোবাল্ট একটি ফেরোচুম্বকীয় পদার্থ, যার অর্থ এটি লোহা এবং নিকেলের মতো প্রবলভাবে চুম্বকিত হতে পারে। এই বৈশিষ্ট্যটি এর 3d অরবিটালে অযুগ্ম ইলেকট্রনের উপস্থিতির কারণে ঘটে।
• কঠোরতা: এটি একটি তুলনামূলকভাবে শক্ত এবং ভঙ্গুর ধাতু।