কোয়ান্টাম সংখ্যা কাকে বলে? কোয়ান্টাম সংখ্যা কত প্রকার ও কি কি?

নিউক্লিয়াসের চারদিকে বিভিন্ন শক্তিস্তরে ইলেকট্রনগুলো সর্বদা অবস্থান করে। পরমাণুর ইলেকট্রনের শক্তিস্তরের আকার (Size), আকৃতি (Shape), ত্রিমাত্রিক দিক বিন্যাস (3D Orientation) ইলেকট্রনের ঘূর্ণনের দিক নির্দেশক চারটি রাশি (n, l, m এবং s) আছে। এই চারটি রাশিকে কোয়ান্টাম সংখ্যা (Quantum number) বলা হয়। রাশিগুলো হচ্ছে- ১. প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n), ২. সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (l), ৩. চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা (m), ৪. ঘূর্ণন কোয়ান্টাম সংখ্যা (s)।

এই চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যা দ্বারা সহজে কোনো একটি ইলেকট্রনকে সনাক্ত করা যায়। ঠিকানা জানা থাকলে যেমন কোনো ব্যক্তিকে সনাক্ত করে তার সম্বন্ধে জানা যায়। তেমনি চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যা জানা থাকলে সহজে একটি ইলেকট্রনকে সনাক্ত করে তার সম্বন্ধে জানা যায়।

নিম্নে চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যা সম্বন্ধে আলোচনা করা হল।

১) প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (Principal quantum number)

বোর মতবাদ অনুসারে পরমাণুর নিউক্লিয়াসের বাহিরে যে নির্দিষ্ট শক্তিস্তরগুলো রয়েছে যাদের মধ্যে ইলেকট্রন আবর্তন করে তাদের ক্রমিক সংখ্যাকে প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা বলে। প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যাকে ‘n’ দ্বারা প্রকাশ করা হয়। n এর মান 1, 2, 3 ইত্যাদি পূর্ণ সংখ্যা। এই মান দ্বারা ১ম, ২য়, ৩য় ইত্যাদি শক্তিস্তরগুলোকে নির্দেশ করে। n এর মান দ্বারা পরমাণুর আকার বা Size বুঝানো হয়। n এর মান যত বড় হবে পরমাণুর আকারও তত বড় হবে। যে কোনো শক্তিস্তরের সর্বোচ্চ ইলেকট্রনের সংখ্যা হবে, 2n² অর্থাৎ ১ম শক্তিস্তরের ইলেকট্রন সংখ্যা হবে 2 × 1² = 2, ২য় শক্তিস্তরের ইলেকট্রন সংখ্যা হবে 2 x 2² = 8, ৩য় শক্তিস্তরে ইলেকট্রন সংখ্যা হবে 2 x 3² = 18। ১ম শক্তিস্তরকে K শেল, ২য় শক্তিস্তরকে L শেল, ৩য় শক্তিস্তরকে M শেল, ৪র্থ শক্তিস্তরকে N শেল বলা হয়।

২) সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (Subsidiary quantum number)

পরমাণুর নিউক্লিয়াসের বাইরে ইলেকট্রন ইলেকট্রন আবর্তনের প্রত্যেকটি প্রধান শক্তিস্তর আবার কতগুলো উপস্তরে বিভক্ত। এ সকল উপস্তর ইলেকট্রনের গতিপথের আকৃতি কেমন হবে তা নির্দেশ করে। একটি ইলেকট্রন প্রধান শক্তিস্তরের কোন উপস্তরে আছে তা বুঝানোর জন্য এ ধরনের কোয়ান্টাম সংখ্যা ব্যবহার করা হয়। একে ‘l’ দ্বারা সূচিত করা হয়। l-এর মান 0 হতে n – 1 পর্যন্ত হয়ে থাকে। সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা কক্ষপথের আকৃতি নির্দেশ করে। যেমন–

n = 1 হলে, l = 0 অতএব ১ম শক্তিস্তরে উপস্তরের সংখ্যা = 1টি।

n = 2 হলে, l = 0, 1 অতএব ২য় শক্তিস্তরে উপস্তরের সংখ্যা = 2টি।

n = 3 হলে, l = 0, 1, 2 অতএব ৩য় শক্তিস্তরে উপস্তরের সংখ্যা = 3টি

n = 4 হলে, l = 1, 2, 3 অতএব ৪র্থ শক্তিস্তরে উপস্তরের সংখ্যা = 4টি।

l এর মান = 0, 1, 2 এবং 3 হলে উপস্তরগুলোকে যথাক্রমে s, p, d ও f নামে অভিহিত করা হয়।

অতএব ১ম শক্তিস্তরের উপস্তরটি হল 1s, ২য় শক্তিস্তরে উপস্তর দু’টি হল 2s ও 2p; ৩য় শক্তিস্তরের উপস্তর তিনটি হল 3s, 3p, 3d এবং ৪র্থ শক্তিস্তরের উপস্তর চারটি হচ্ছে 4s, 4p, 4d ও 4f।

৩) ম্যাগনেটিক কোয়ান্টাম সংখ্যা (Magnetic quantum number)

আমরা জানি, পৃথিবীর একটি শক্তিশালী চুম্বকক্ষেত্র আছে। আবার, পরমাণুতে ধনাত্মক চার্জবাহী প্রোটন এবং ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনের প্রভাবেও আরেকটি চুম্বক ক্ষেত্রের সৃষ্টি হয়। পরমাণুর ইলেকট্রনগুলোর গতিপথের উপর এই দুই চুম্বক ক্ষেত্র সর্বদা প্রভাব বিস্তার করে। ফলে ইলেকট্রনের গতিপথটি চুম্বক ক্ষেত্র দ্বারা বিন্যস্ত হয়ে থাকে। এই বিন্যাস বা Orientation বুঝানোর জন্য চৌম্বক কোয়ান্টাম সংখ্যা ব্যবহার করা হয়। একে ‘m’ দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

৪) স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (Spin quantum number)

চুম্বক ক্ষেত্রে বিন্যস্ত প্রতিটি ইলেকট্রন নিজ অক্ষের উপর কোন দিকে ঘুরছে তা নির্দেশ করার জন্য যে কোয়ান্টাম সংখ্যা ব্যবহার করা হয় তাকে ঘূর্ণন কোয়ান্টাম সংখ্যা বা স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (Spin quantum number) বলে। একে ‘s’ দ্বারা প্রকাশ করা হয়। s এর মান ±1/2। এর অর্থ একটি ইলেকট্রনের জন্য কেবল একটি মান থাকবে যার দ্বারা বুঝা যাবে যে ইলেকট্রনটি ঘড়ির কাঁটার দিকে নাকি ঘড়ির কাঁটার উল্টো দিকে ঘুরবে।

কোয়ান্টাম সংখ্যার তাৎপর্য (Significance of quantum numbers)

কোনো ইলেকট্রনের শক্তিস্তর সম্পূর্ণরূপে বর্ণনা করতে চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার প্রয়োজন হয়।

১. প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n) দ্বারা কক্ষপথের আকার এবং কোন কক্ষপথে ইলেকট্রনটি অবস্থিত তা জানতে পারি।

২. সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (l) দ্বারা ইলেকট্রন যে অরবিটালে (s, p, d বা f) অবস্থান করে তার আকৃতি (বৃত্তাকার/উপবৃত্তাকার) সম্বন্ধে ধারণা করা যায়। যেমন- l = 0 অর্থাৎ s অরবিটাল (গোলাকৃতি), l = 1 অর্থাৎ P অরবিটাল (ডাম্বেলাকৃতি)।

৩. চৌম্বক কোয়ান্টাম সংখ্যার (m) দ্বারা ইলেকট্রনটি যে অরবিটালে অবস্থান করে তার ত্রিমাত্রিক অবস্থান সম্পর্কে জানা যায়। m- এর মানের বিভিন্নতার জন্য বিভিন্ন অরবিটাল সূচিত হয়। যেমন- Px, Py, Pz অরবিটাল যথাক্রমে X-অক্ষ, Y-অক্ষ এবং Z-অক্ষ বরাবর অবস্থান করে।

৪. ঘূর্ণন কোয়ান্টাম সংখ্যা (s) ইলেকট্রনের নিজ অক্ষের চারদিকে ঘূর্ণন সম্পর্কে ধারণা দেয়। একে +1/2 এবং -1/2 দ্বারা সূচিত করা হয়।

অনুশীলনী

১। কোয়ান্টাম সংখ্যা কয়টি?

উত্তর : কোয়ান্টাম সংখ্যা ৪টি। এগুলো হল- (i) প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, (ii) সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, (iii) ম্যাগনেটিক কোয়ান্টাম সংখ্যা ও (iv) স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা।

পলির বর্জন নীতি কি?

উত্তর : পলির বর্জন নীতিটি হলো– কোনো একটি পরমাণুতে যেকোনো দুইটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান একই রকম হতে পারে না। যেমন He এর পরমাণুতে মাত্র দুটি ইলেকট্রন আছে। এই দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মধ্যে প্রথম তিনটির মান অভিন্ন হলেও চতুর্থ কোয়ান্টাম সংখ্যা অর্থাৎ স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যার মান অবশ্যই ভিন্ন।
১ম ইলেকট্রনের ক্ষেত্রে n = 1, l = 0, m = 0, s= +1/2
২য় ইলেকট্রনের ক্ষেত্রে n = 1, l = 0, m = 0, s= -1/2

• Tags :
  ম্যাগনেটিক কোয়ান্টাম সংখ্যা কাকে বলে? (What is called magnetic quantum numbers?)
  কোয়ান্টাম সংখ্যা কত প্রকার? (How many types of quantum number?)
  চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার তাৎপর্য ব্যাখ্যা।
  M কক্ষপথে অরবিটাল সংখ্যা কত?
  কোয়ানটাম সংখ্যা কাকে বলে?
  সোডিয়ামের যোজ্যতা ইলেকট্রনটির চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান লেখো।
  কোয়ান্টাম সংখ্যা থেকে শক্তিস্তর সমূহের ইলেকট্রন ধারণ ক্ষমতা ব্যাখ্যা কারো।
  সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যার মান 2 হলে m এর মান কত হবে?
  প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা কি?
  সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা কি প্রকাশ করে?
  কোয়ান্টাম সংখ্যা pdf;
  কোয়ান্টাম সংখ্যা বলতে কী বোঝো?
  সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা আবিষ্কারক কে?
  L শেলের কোয়ান্টাম সংখ্যা কত?
  স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যার মান ১/২ হয় কেন?
  পরমাণুর মোট শক্তি কত?
  সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যার উপর কি নির্ভর করে?
  সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা কি দিয়ে প্রকাশ করা হয়?