পাঠ ১ / ১৪অনুচ্ছেদ ৩.১–৩.১.১
পর্যায় সারণি ও s, p, d, f ব্লকThe periodic table & s, p, d, f blocks
পর্যায় সারণি (periodic table) দেখতে বেশ অদ্ভুত: ওপরে দুই পাশে দুটি উঁচু স্তম্ভ, মাঝখানে নিচু একটা খাঁজ, আর একেবারে নিচে আলাদা করে রাখা দুটি লম্বা সারি। কেউ কি খেয়ালখুশিমতো এভাবে এঁকেছে? নিচের ছয়টি কার্ডে ছয়টি মৌলের (element) শুধু ইলেকট্রন বিন্যাস (electron configuration) লেখা আছে — নাম নেই। প্রতিটিকে ফাঁকা সারণিতে ঠিক জায়গায় বসাও:
প্রতিটি কার্ডে শুধু একটি মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস (electron configuration)। কার্ড বেছে নিয়ে (বা টেনে এনে) সারণির ঠিক সারি (row) আর ঠিক রঙের অঞ্চলে বসাও।
0/6 কার্ড বসেছে
সারণির প্রতিটি অংশ ঠিক 2, 6, 10 বা 14 ঘর চওড়া কেন? আর মৌলের বিন্যাস দেখেই তার ঘর খুঁজে পাওয়া গেল কীভাবে?
এই পাঠ শেষে তুমি যেকোনো মৌলের ঠিকানা তার বিন্যাস থেকে বের করতে পারবে। ধাপে ধাপে এগোব:
- আগে যা জানা দরকার — যোজ্যতা স্তর (valence shell) ও উপস্তর পূরণের ক্রম (filling order)
- মেন্ডেলিফ থেকে মোসলে — আধুনিক পর্যায় সূত্র (modern periodic law)
- দীর্ঘ পর্যায় সারণি (long form) — ৭টি পর্যায় (period), ১৮টি গ্রুপ (group)
- চারটি ব্লক (block) — s, p, d, f
- বিন্যাস থেকে ঠিকানা — পর্যায়, গ্রুপ, ব্লক নির্ণয়
- অবস্থান্তর (transition) ও অন্তঃঅবস্থান্তর (inner-transition) মৌল
- ধাতু (metal), অধাতু (non-metal) ও ধাতুকল্প (metalloid)
- কোন ব্লকে কয়টি মৌল
- এবার নিজে করে দেখো — ১১৮ মৌলের সারণি নিয়ে সিমুলেশন (simulation)
ধাপ ১: আগে যা জানা দরকার
অধ্যায় ২-এ তুমি দেখেছ, পরমাণুর (atom) ইলেকট্রনগুলো শক্তিস্তরে (shell, n = 1, 2, 3 …) থাকে, আর প্রতিটি শক্তিস্তর ভাগ হয় উপস্তরে (subshell): s, p, d, f। একটি উপস্তরে সর্বোচ্চ কতটি ইলেকট্রন ধরে, তা ঠিক করে তার অরবিটালের (orbital) সংখ্যা — প্রতিটি অরবিটালে 2টি:
| উপস্তর (subshell) | অরবিটাল সংখ্যা | সর্বোচ্চ ইলেকট্রন |
|---|---|---|
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
| f | 7 | 14 |
ইলেকট্রন ঢোকে (n + l) নিয়ম (আউফবাউ নীতি, Aufbau principle) মেনে, কম শক্তির উপস্তর আগে:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p
লক্ষ করো: 4s ভরে 3d-র আগে, আর 4f ঢোকে 6s-এর পরে। পরমাণুর সবচেয়ে বাইরের শক্তিস্তরটিকে (সর্বোচ্চ n) বলে যোজ্যতা স্তর (valence shell)। এই নিয়মগুলো ভুলে গেলে আগে ইলেকট্রন বিন্যাস পাঠটি আরেকবার দেখে নাও — Cr আর Cu-এর ব্যতিক্রমও সেখানে আছে। s, p, d, f অরবিটাল দেখতে কেমন, তা আছে কোয়ান্টাম সংখ্যা ও অরবিটাল পাঠে।
পটাসিয়ামের (K, Z = 19) শেষ ইলেকট্রনটি কোন উপস্তরে ঢোকে?
ধাপ ২: মেন্ডেলিফ থেকে মোসলে — আধুনিক পর্যায় সূত্র
১৮৬৯ সালে মেন্ডেলিফ (Mendeleev) তখনকার জানা ৬৩টি মৌলকে পারমাণবিক ভর (atomic mass) বাড়ার ক্রমে সাজিয়ে প্রথম কার্যকর পর্যায় সারণি তৈরি করেন। তিনি দেখলেন, একই রকম ধর্মের মৌলগুলো নির্দিষ্ট বিরতিতে ফিরে ফিরে আসে। এমনকি তখনো অনাবিষ্কৃত মৌলের (যেমন জার্মেনিয়াম, Ge) জন্য তিনি ফাঁকা ঘর রেখে তাদের ধর্মও আগাম বলে দেন।
কিন্তু ভর অনুসারে সাজালে কয়েক জায়গায় গোলমাল হয়:
১৯১৩ সালে মোসলে (Moseley) এক্স-রশ্মি (X-ray) দিয়ে দেখান, মৌলের আসল পরিচয় তার পারমাণবিক সংখ্যা (atomic number, Z) — নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যা — ভর নয়। Z ধরে সাজালে Te–I, Ar–K, Co–Ni — কোনো জায়গায় আর অদলবদল লাগে না। এ থেকে এল আধুনিক পর্যায় সূত্র (modern periodic law):
মৌলসমূহের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্ম তাদের পারমাণবিক সংখ্যার পর্যায়বৃত্ত ফাংশন (periodic function)। অর্থাৎ Z বাড়ার সাথে সাথে ধর্মগুলো নির্দিষ্ট বিরতিতে পুনরাবৃত্ত হয়।
কেন পুনরাবৃত্ত হয়? কারণ Z বাড়লে বাইরের স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস (ns¹, ns², ns²np¹ …) বারবার একই ধাঁচে ফিরে আসে — আর রাসায়নিক ধর্ম ঠিক করে ওই বাইরের ইলেকট্রনগুলোই।
আর্গনের (Ar) ভর 39.95, পটাসিয়ামের (K) 39.10। আধুনিক সারণিতে Ar আগে বসে কেন?
ধাপ ৩: দীর্ঘ পর্যায় সারণি — ৭টি পর্যায়, ১৮টি গ্রুপ
আধুনিক দীর্ঘ পর্যায় সারণিতে (long form of the periodic table) মৌলগুলো Z অনুসারে সাজানো:
- পর্যায় (period) = আনুভূমিক সারি (horizontal row)। মোট ৭টি। পর্যায় নম্বর = নতুন যে শক্তিস্তরটি পূর্ণ হতে শুরু করে তার n। পর্যায়গুলোর দৈর্ঘ্য 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32 — মোট 118।
- গ্রুপ (group) = উল্লম্ব কলাম (vertical column)। মোট ১৮টি। একই গ্রুপের মৌলগুলোর বাইরের স্তরের বিন্যাস একই ধাঁচের, তাই রাসায়নিক ধর্মও কাছাকাছি।
IUPAC এখন গ্রুপগুলোকে 1 থেকে 18 নম্বর দেয়। কিন্তু অনেক বই আর বোর্ডের প্রশ্নে পুরনো A/B নামও আসে (যেমন “IIA গ্রুপ”, “VIIA গ্রুপ”) — তাই দুটোই চিনে রাখো:
মনে রাখার সহজ কৌশল: A-গ্রুপের রোমান সংখ্যা = বাইরের স্তরের ইলেকট্রন সংখ্যা (IA → 1, VIIA → 7), আর IUPAC নম্বর = 10 + সেই সংখ্যা (গ্রুপ 13–18-এর জন্য)।
VA গ্রুপের IUPAC নম্বর কত?
ধাপ ৪: চারটি ব্লক — s, p, d, f
এবার শুরুর প্রশ্নের উত্তর। একটি পর্যায় ধরে বাঁ থেকে ডানে গেলে প্রতি ঘরে একটি করে ইলেকট্রন বাড়ে, আর সেই ইলেকট্রন ঢোকে (n + l) ক্রমের পরের উপস্তরে। যে উপস্তরে সর্বশেষ ইলেকট্রনটি ঢোকে, তার নামেই মৌলটির ব্লক (block)। একটি উপস্তর যতগুলো ইলেকট্রন ধরে, ব্লকটি ঠিক ততগুলো ঘর চওড়া:
| ব্লক | সর্বশেষ ইলেকট্রন যায় | বাইরের স্তরের সাধারণ বিন্যাস (general configuration) | চওড়া | গ্রুপ |
|---|---|---|---|---|
| s-ব্লক | ns | ns¹⁻² | 2 | 1, 2 (আর He) |
| p-ব্লক | np | ns² np¹⁻⁶ | 6 | 13–18 |
| d-ব্লক | (n−1)d | (n−1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻² | 10 | 3–12 |
| f-ব্লক | (n−2)f | (n−2)f¹⁻¹⁴ (n−1)d⁰⁻¹ ns² | 14 | (নিচের দুই সারি) |
একটি ব্লক বেছে নাও — দেখো সারণির কোন অংশ জ্বলে ওঠে, আর ঘর ধরে এগোলে উপস্তরটি কীভাবে ভরে:
সাধারণ বিন্যাস (general configuration): (n−1)d¹⁻¹⁰ ns⁰⁻² · সারণিতে চওড়া 10 ঘর
Sc — স্ক্যান্ডিয়াম (Scandium), Z = 21: আসল বিন্যাস (actual) [Ar] 3d¹ 4s²
মোট: s = 14, p = 36, d = 40, f = 28টি মৌল (IUPAC)।
তিনটি বিষয় খেয়াল রাখো:
- হিলিয়াম (He, 1s²) s-ব্লকের মৌল, যদিও সারণিতে বসে গ্রুপ 18-এ। এর কোনো p ইলেকট্রনই নেই; পূর্ণ খোলস আর নিষ্ক্রিয়তার জন্য একে নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলোর (noble gases) সাথে রাখা হয়।
- d ইলেকট্রন যায় এক স্তর ভেতরে, (n−1)d-তে: পর্যায় 4-এ 3d, পর্যায় 5-এ 4d। f ইলেকট্রন যায় দুই স্তর ভেতরে, (n−2)f-এ: পর্যায় 6-এ 4f।
- f-ব্লকের দুই সারি (La–Yb আর Ac–No) আসলে গ্রুপ 2 আর 3-এর মাঝখানে বসার কথা। তা করলে সারণি 32 ঘর চওড়া হয়ে যায়, তাই বই ছাপার সুবিধায় এদের নিচে আলাদা করে রাখা হয়।
একটি মৌলের বাইরের স্তরের বিন্যাস 4s² 4p³। মৌলটি কোন ব্লকের?
ধাপ ৫: বিন্যাস থেকে ঠিকানা — পর্যায়, গ্রুপ, ব্লক
যেকোনো মৌলের বিন্যাস জানলে তিনটি নিয়মে তার ঠিকানা বের হয়:
- পর্যায় (period) = বিন্যাসে সর্বোচ্চ প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (principal quantum number) n।
- ব্লক (block) = সর্বশেষ ইলেকট্রন যে উপস্তরে ঢোকে।
- গ্রুপ (group) — যোজ্যতা ইলেকট্রন (valence electrons) গুনে:
- s-ব্লক: গ্রুপ = ns ইলেকট্রন সংখ্যা (1 বা 2)
- p-ব্লক: গ্রুপ = 10 + (ns + np ইলেকট্রন)
- d-ব্লক: গ্রুপ = (n−1)d + ns ইলেকট্রন
- f-ব্লক: নিয়ম অনুযায়ী সবাই গ্রুপ 3
উদাহরণ: Cl (17) = [Ne] 3s² 3p⁵ → সর্বোচ্চ n = 3, তাই পর্যায় 3; শেষ ইলেকট্রন 3p-তে, তাই p-ব্লক; গ্রুপ = 10 + 2 + 5 = 17। Fe (26) = [Ar] 3d⁶ 4s² → পর্যায় 4; d-ব্লক; গ্রুপ = 6 + 2 = 8।
স্লাইডার টেনে বা ঘরে চাপ দিয়ে নিজে যাচাই করো। Cr, Cu, Pd আর Lr বোতামগুলো বিশেষ করে দেখো:
সর্বোচ্চ n গ্রুপ গোনার ইলেকট্রন
- পর্যায় (period): সর্বোচ্চ n = 4 → পর্যায় 4
- ব্লক (block): (n + l) নিয়মে সবশেষে পূর্ণ হয় 3d → d-ব্লক
- গ্রুপ (group): (n−1)d + ns = 5 + 1 = 6 → গ্রুপ 6 · পুরনো নাম VIB
ব্যতিক্রমী বিন্যাস (exception) (n + l) নিয়মে হওয়ার কথা [Ar] 3d⁴ 4s², আসলে [Ar] 3d⁵ 4s¹।
অর্ধপূর্ণ d⁵ উপস্তর (half-filled subshell) বেশি সুস্থিত — তাই একটি s ইলেকট্রন d-তে চলে যায়: d⁴s² নয়, d⁵s¹।
পর্যায় 4 · গ্রুপ 6 · d-ব্লক — সারণির যেকোনো ঘরে চাপ দিলেও হবে
নিয়মগুলোর দুটি সূক্ষ্ম দিক:
- Cr আর Cu-এর ব্যতিক্রমী বিন্যাসে (3d⁵ 4s¹, 3d¹⁰ 4s¹) গ্রুপ বদলায় না। (n−1)d + ns যোগফল একই থাকে: Cr-এ 5 + 1 = 6 (4 + 2 হলেও 6)।
- প্যালাডিয়াম (Pd, 46) = [Kr] 4d¹⁰: 5s-এ কোনো ইলেকট্রন নেই, তাই সর্বোচ্চ n = 4, অথচ Pd পর্যায় 5-এ। “পর্যায় = সর্বোচ্চ n” নিয়মের এটি একমাত্র ব্যতিক্রম। পর্যায় আসলে সারণির সারি — Rb (37) থেকে Xe (54)।
একটি মৌলের বিন্যাস [Kr] 4d¹⁰ 5s²। এর অবস্থান কী?
ধাপ ৬: অবস্থান্তর ও অন্তঃঅবস্থান্তর মৌল
d-ব্লকের বেশির ভাগ মৌলের কিছু বিশেষ ধর্ম আছে: পরিবর্তনশীল যোজ্যতা (variable valency), রঙিন যৌগ (coloured compounds), জটিল যৌগ (complex compounds) গঠন, প্রভাবক (catalyst) হিসেবে কাজ আর প্যারাচুম্বকত্ব (paramagnetism)। এই সবের মূলে আছে আংশিক পূর্ণ d উপস্তর (partly filled d subshell)। এদের বলে অবস্থান্তর মৌল (transition elements)। সংজ্ঞা দুই রকম পাবে:
- IUPAC সংজ্ঞা: যে মৌলের পরমাণুতে, অথবা তার কোনো সাধারণ ক্যাটায়নে (cation), d উপস্তর আংশিক পূর্ণ।
- বই ও বোর্ডের সংজ্ঞা: যে d-ব্লক মৌল অন্তত একটি সুস্থিত আয়ন গঠন করে যার বিন্যাসে d¹ থেকে d⁹ থাকে।
ধাতু বেছে নিয়ে নিজে মিলিয়ে দেখো:
Sc-এ দুই সংজ্ঞা দুই উত্তর দেয়: পরমাণুতে 3d¹ (IUPAC মতে অবস্থান্তর), কিন্তু এর একমাত্র আয়ন Sc³⁺-এ d⁰ (বোর্ড মতে নয়)। পরীক্ষায় বইয়ের সংজ্ঞা লিখলে উত্তর "Sc অবস্থান্তর মৌল নয়"।
- Zn, Cd, Hg (গ্রুপ 12) দুই সংজ্ঞাতেই অবস্থান্তর মৌল নয়: পরমাণু আর M²⁺ আয়ন — দুটিতেই d¹⁰।
- Sc (আর Y) নিয়ে মতভেদ: পরমাণুতে 3d¹ বলে IUPAC মতে অবস্থান্তর মৌল, কিন্তু একমাত্র আয়ন Sc³⁺-এ d⁰ বলে বোর্ডের সংজ্ঞায় নয়। বোর্ডের পরীক্ষায় বলবে “Sc ও Zn d-ব্লক মৌল হলেও অবস্থান্তর মৌল নয়”।
- তাই: সব অবস্থান্তর মৌল d-ব্লক মৌল, কিন্তু সব d-ব্লক মৌল অবস্থান্তর মৌল নয়।
অন্তঃঅবস্থান্তর মৌল (inner-transition elements) হলো f-ব্লকের মৌলগুলো: ল্যান্থানাইড (lanthanoids, 4f পূর্ণ হচ্ছে, La থেকে) আর অ্যাক্টিনাইড (actinoids, 5f পূর্ণ হচ্ছে, Ac থেকে)। “অন্তঃ” কারণ এদের নতুন ইলেকট্রন ঢোকে বাইরে থেকে তিন নম্বর স্তরে — (n−2)f-এ, যা d-এর চেয়েও ভেতরে। অ্যাক্টিনাইডগুলো সবই তেজস্ক্রিয় (radioactive)।
Cu⁺ আয়নে 3d¹⁰, তবু কপারকে (Cu) অবস্থান্তর মৌল ধরা হয়। কেন?
ধাপ ৭: ধাতু, অধাতু ও ধাতুকল্প
সারণির বেশির ভাগ মৌল ধাতু (metal): s-ব্লকের (H ছাড়া), d-ব্লকের আর f-ব্লকের সব মৌল, আর p-ব্লকের নিচের দিকের কয়েকটি। ডান দিকের ওপরের কোণে অধাতু (non-metal)। এদের মাঝে, একটি সিঁড়ির মতো রেখার (staircase line) গায়ে, থাকে ধাতুকল্প বা অপধাতু (metalloid) — যাদের ধর্ম ধাতু আর অধাতুর মাঝামাঝি: B, Si, Ge, As, Sb, Te।
মোটা সিঁড়ি-রেখার (staircase line) বাঁয়ে-নিচে ধাতু, ডানে-ওপরে অধাতু, আর রেখার গায়ে ছয়টি ধাতুকল্প: B, Si, Ge, As, Sb, Te। Z ≤ 103-এর মধ্যে ধাতু 79টি, অধাতু 18টি (H সহ)।
ধাতুকল্পগুলো দেখতে চকচকে হলেও ভঙ্গুর, আর বিদ্যুৎ পরিবহন করে মাঝারি মাত্রায় — এরা অর্ধপরিবাহী (semiconductor)। তাই Si আর Ge দিয়ে কম্পিউটার চিপ আর সোলার সেল তৈরি হয়।
নিচের কোন সেটের সবগুলো মৌল ধাতুকল্প?
ধাপ ৮: কোন ব্লকে কয়টি মৌল
এবার গুনে দেখা যাক (IUPAC সারণি, গ্রুপ 3 = Sc, Y, Lu, Lr):
| ব্লক | কোন মৌলগুলো | সংখ্যা |
|---|---|---|
| s | গ্রুপ 1, 2 আর He (H সহ) | 14 |
| p | গ্রুপ 13–18, পর্যায় 2–7 (He বাদে) | 36 |
| d | গ্রুপ 3–12, পর্যায় 4–7 (10 × 4) | 40 |
| f | La–Yb আর Ac–No (14 × 2) | 28 |
| মোট | 118 |
বোর্ডের প্রত্যাশিত উত্তর (answer the board expects): s = 14, p = 36, d = 41, f = 27। বইটি থোরিয়ামকে (Th, 90) d-ব্লকে গোনে, কারণ এর বিন্যাস [Rn] 6d² 7s² — 5f-এ কোনো ইলেকট্রন নেই। কিন্তু IUPAC সারণিতে Th অ্যাক্টিনাইড (f-ব্লক)। বোর্ডের MCQ-তে 41/27 লিখবে; তবে জেনে রাখো, আন্তর্জাতিক হিসাবে d = 40, f = 28।
সারণির ব্লক ঠিক হয় সারির উপস্তর দিয়ে, প্রতিটি মৌলের আসল বিন্যাসের খুঁটিনাটি দিয়ে নয়। La, Ac, Th-এর আসল বিন্যাসে f-এ ইলেকট্রন নেই, Ce আর Gd-এর একটি ইলেকট্রন 5d-তে থাকে — তবু এরা f-ব্লকের সারিতেই বসে, ঠিক যেমন Cr-এর বিন্যাস ব্যতিক্রমী হলেও Cr d-ব্লকেই থাকে।
IUPAC সারণি অনুযায়ী d-ব্লকে 40টি মৌল কেন?
ধাপ ৯: এবার নিজে করে দেখো
পুরো ১১৮ মৌলের সারণি এখন তোমার হাতে:
- যেকোনো ঘরে চাপ দাও — নাম, বিন্যাস, পর্যায়, গ্রুপ (পুরনো নামসহ), ব্লক, শ্রেণি দেখাবে, আর মৌলটি পর্যবেক্ষণ খাতায় (observation notebook) উঠবে।
- রং (colour by) বদলে ব্লক, ধাতু/অধাতু বা শ্রেণি দেখো; দেখাও (show) দিয়ে শুধু একটি দল আলোকিত করো (যেমন শুধু অবস্থান্তর মৌল)।
- ফোনে ঘর ছোট লাগলে 🔍 বড় করো (zoom) — সারণিটি তখন পাশে স্ক্রল করে।
- কুইজ (quiz) মোডে একটি বিন্যাস দেখাবে — মৌলটি কোন ঘরে, খুঁজে চাপ দাও।
- চ্যালেঞ্জগুলো একে একে শেষ করো।
পর্যায় সারণি অনুসন্ধান
Periodic table explorer · 118 elementsঘরগুলো ছোট লাগলে 🔍 বড় করো (zoom) — তখন সারণিটি পাশে স্ক্রল করা যাবে।
চ্যালেঞ্জ (challenges)
0/7- বিন্যাস (n−1)d⁵ ns¹, যেখানে n = 4 — মৌলটি সারণিতে খুঁজে চাপ দাও
- পর্যায় 4–6-এর d-ব্লকে যে মৌলগুলো অবস্থান্তর মৌল (transition element) নয়, সবগুলোতে চাপ দাও (0/3)
- পর্যায় 5-এর কোন মৌলের সর্বোচ্চ শক্তিস্তর (highest shell) n = 4? খুঁজে চাপ দাও
- সবগুলো ধাতুকল্পে (metalloid) চাপ দাও (0/6)
- গ্রুপ 18-এর কোন মৌলটি p-ব্লকের নয়?
- Z = 59 মৌলটি খুঁজে চাপ দাও — কোন ব্লক, পর্যায় আর গ্রুপ?
- কুইজ মোডে (quiz) ৫টি বিন্যাসের মৌল ঠিক ঘরে খুঁজে বের করো (0/5)
পর্যবেক্ষণ খাতা (observation notebook)
যে মৌলে চাপ দেবে (বা কুইজে ঠিক উত্তর দেবে), তা এখানে উঠবে।
বই পড়ার সময় সাবধান — পাঠ্যবইয়ের এই অংশে কিছু ভুল ও পুরনো তথ্য আছে:
- সেরিয়ামের (Ce, 58) বিন্যাস বইয়ে [Xe] 4f² 6s² লেখা। NIST-এর মাপা মান [Xe] 4f¹ 5d¹ 6s² (বইয়ের নিজের ব্যতিক্রম-তালিকাতেও 58 আছে)।
- বইয়ে d-ব্লক = 41 (Th সহ), f-ব্লক = 27, “Th f-ব্লক নয়”। IUPAC সারণিতে Th অ্যাক্টিনাইড, তাই d = 40, f = 28। বোর্ডের MCQ-তে বইয়ের সংখ্যাটি প্রত্যাশিত — ওপরের ধাপ ৮ দেখো।
- “পর্যায় = সর্বোচ্চ n” নিয়মটি Pd-এ খাটে না ([Kr] 4d¹⁰, অথচ পর্যায় 5)। বইয়ের d-ব্লকের সাধারণ বিন্যাস (n−1)d¹⁻¹⁰ ns¹⁻² লেখা — Pd-এর 5s⁰ এতে ধরা পড়ে না, তাই সঠিক রূপ ns⁰⁻²।
- বইয়ের ব্যতিক্রম-তালিকায় 110 (Ds) আর 111 (Rg) আছে। এত ভারী মৌলের বিন্যাস কখনো মাপা হয়নি — শুধু হিসাব করে অনুমান (prediction), আর হিসাব বলে 6d⁸ 7s² ও 6d⁹ 7s²। এদের “তথ্য” হিসেবে মুখস্থ কোরো না।
- ছাপার ভুল: ওগানেসনের প্রতীক Og (বইয়ে এক জায়গায় “Os” — Os আসলে অসমিয়াম, 76); রুথেনিয়াম Ru (“Tu” নয়); লরেনসিয়াম Lr (“Lw” নয়)।
- প্রশ্নব্যাংকের একটি MCQ-এর উত্তরমালায় Si, Ge, As-কে অধাতু বলা হয়েছে। এরা ধাতুকল্প (metalloid) — বই নিজেও অন্য জায়গায় তা-ই বলেছে।
ঘরে বসে পরীক্ষা: কার্ড সাজানোর খেলা
এই অধ্যায়ে ঘরে করার মতো নিরাপদ রাসায়নিক পরীক্ষা নেই, কিন্তু শুরুর খেলাটি কাগজেই খেলা যায় — বন্ধুর সাথে খেললে আরও মজা:
- পুরনো ক্যালেন্ডার বা খাতার শক্ত কাগজ কেটে ২০টি ছোট কার্ড বানাও।
- প্রতিটির এক পিঠে একটি মৌলের বিন্যাস লেখো (যেমন [Ar] 3d⁵ 4s¹), উল্টো পিঠে প্রতীক আর Z (Cr, 24)। কিছু ব্যতিক্রমও রাখো: Cr, Cu, Pd, He।
- একটি বড় কাগজে 18 কলাম × 7 সারির ফাঁকা ছক আর নিচে দুটি 14-ঘরের সারি আঁকো।
- কার্ড উল্টে না দেখে শুধু বিন্যাস পড়ে ঘরে বসাও, তারপর উল্টে মিলিয়ে নাও। কে কম সময়ে কম ভুলে পারে?
নিরাপত্তা: কাঁচি সাবধানে ব্যবহার করো। এটি শুধু কাগজের খেলা — কোনো রাসায়নিক লাগে না।
পরীক্ষার প্রস্তুতি
১. পর্যায় সারণিতে নিচের পারমাণবিক সংখ্যার মৌলগুলোর অবস্থান (পর্যায়, গ্রুপ, ব্লক) নির্ণয় করো: 24, 29, 30, 39, 48, 59।
| Z | বিন্যাস | সর্বোচ্চ n → পর্যায় | ব্লক | গ্রুপ |
|---|---|---|---|---|
| 24 (Cr) | [Ar] 3d⁵ 4s¹ | 4 | d | 5 + 1 = 6 |
| 29 (Cu) | [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ | 4 | d | 10 + 1 = 11 |
| 30 (Zn) | [Ar] 3d¹⁰ 4s² | 4 | d | 10 + 2 = 12 |
| 39 (Y) | [Kr] 4d¹ 5s² | 5 | d | 1 + 2 = 3 |
| 48 (Cd) | [Kr] 4d¹⁰ 5s² | 5 | d | 10 + 2 = 12 |
| 59 (Pr) | [Xe] 4f³ 6s² | 6 | f | 3 (f-ব্লক, নিয়ম অনুযায়ী) |
Cr আর Cu-এর বিন্যাস ব্যতিক্রমী হলেও (n−1)d + ns যোগফল একই থাকে, তাই গ্রুপ বদলায় না। Pr অন্তঃঅবস্থান্তর মৌল (ল্যান্থানাইড)।
২. অবস্থান্তর মৌলের সংজ্ঞা দাও। Sc ও Zn d-ব্লক মৌল হলেও (বোর্ডের সংজ্ঞায়) অবস্থান্তর মৌল নয় কেন?
যে d-ব্লক মৌল অন্তত একটি সুস্থিত আয়ন গঠন করে যার d উপস্তর আংশিক পূর্ণ (d¹–d⁹), তাকে অবস্থান্তর মৌল বলে।
- Sc = [Ar] 3d¹ 4s²; এর একমাত্র সুস্থিত আয়ন Sc³⁺ = [Ar] 3d⁰ — d উপস্তর খালি।
- Zn = [Ar] 3d¹⁰ 4s²; এর একমাত্র আয়ন Zn²⁺ = [Ar] 3d¹⁰ — d উপস্তর পূর্ণ।
কোনোটিরই আংশিক পূর্ণ d-যুক্ত আয়ন নেই, তাই বোর্ডের সংজ্ঞায় এরা অবস্থান্তর মৌল নয়। (IUPAC সংজ্ঞা পরমাণুকেও গোনে, তাই সেখানে Sc অবস্থান্তর মৌল, কিন্তু Zn তখনো নয়।)
৩. “সকল অবস্থান্তর মৌল d-ব্লক মৌল, কিন্তু সকল d-ব্লক মৌল অবস্থান্তর মৌল নয়” — ব্যাখ্যা করো।
অবস্থান্তর মৌল হতে হলে আংশিক পূর্ণ d উপস্তর লাগে, আর d উপস্তর থাকে শুধু d-ব্লক মৌলেরই যোজ্যতা অঞ্চলে — তাই প্রতিটি অবস্থান্তর মৌল d-ব্লকের। কিন্তু d-ব্লকের কিছু মৌলের কোনো অবস্থাতেই আংশিক পূর্ণ d থাকে না: Zn, Cd, Hg-এর পরমাণু ও M²⁺ আয়ন দুটিতেই d¹⁰ (আর বোর্ডের সংজ্ঞায় Sc³⁺-এ d⁰)। এরা d-ব্লক মৌল কিন্তু অবস্থান্তর মৌল নয়। যেমন Fe: Fe²⁺ (3d⁶) আর Fe³⁺ (3d⁵) দুটিই আংশিক পূর্ণ — Fe একই সাথে d-ব্লক ও অবস্থান্তর মৌল।
৪. Cr (24) ও Cu (29)-এর ইলেকট্রন বিন্যাস আউফবাউ নীতি মানে না কেন?
আউফবাউ নীতি অনুযায়ী Cr = [Ar] 3d⁴ 4s² আর Cu = [Ar] 3d⁹ 4s² হওয়ার কথা। কিন্তু 4s আর 3d-এর শক্তি খুব কাছাকাছি, আর অর্ধপূর্ণ (d⁵) ও সম্পূর্ণ পূর্ণ (d¹⁰) উপস্তর বেশি সুস্থিত — d⁵-এ পাঁচটি ইলেকট্রন আলাদা অরবিটালে একই স্পিনে থাকে, ফলে বিকর্ষণ কমে আর বিনিময় শক্তি (exchange energy) বাড়ে; d¹⁰-এ বণ্টন প্রতিসম। তাই একটি 4s ইলেকট্রন 3d-তে চলে যায়: Cr = [Ar] 3d⁵ 4s¹, Cu = [Ar] 3d¹⁰ 4s¹।
৫. MCQ: (ক) s ও p ব্লকের মৌল সংখ্যা যথাক্রমে — (i) 36, 14 (ii) 14, 36 (iii) 14, 41 (iv) 41, 36। (খ) বোর্ডের হিসাবে d-ব্লকের মৌল সংখ্যা — (i) 14 (ii) 36 (iii) 41 (iv) 27।
(ক) (ii) 14, 36। s-ব্লক: গ্রুপ 1, 2-এর 13টি + He = 14; p-ব্লক: গ্রুপ 13–18-এর ছয় পর্যায় = 6 × 6 = 36।
(খ) (iii) 41 — বোর্ডের প্রত্যাশিত উত্তর (Th-কে d-ব্লকে গুনে)। IUPAC সারণিতে সঠিক সংখ্যা 40 (10 কলাম × 4 পর্যায়), আর f-ব্লক 28।
৬. MCQ: নিচের কোনটি ধাতুকল্প নয়? (ক) Ge (খ) As (গ) Se (ঘ) Sb
(গ) Se। সেলেনিয়াম অধাতু (গ্রুপ 16, সিঁড়ি-রেখার ডানে)। ছয়টি ধাতুকল্প: B, Si, Ge, As, Sb, Te।
৭. সৃজনশীল: X, Y, Q তিনটি মৌলের বাইরের স্তরের বিন্যাস যথাক্রমে 3s² 3p⁴, 3d⁸ 4s², 4f⁷ 5d¹ 6s²। (গ) X ও Y-এর অবস্থান নির্ণয় করো। (ঘ) Q কোন শ্রেণির মৌল? এর বিন্যাসে 5d¹ থাকা সত্ত্বেও একে d-ব্লকে রাখা হয় না কেন?
(গ) X: সর্বোচ্চ n = 3 → পর্যায় 3; শেষ ইলেকট্রন 3p-তে → p-ব্লক; গ্রুপ = 10 + 2 + 4 = 16 (এটি সালফার)। Y: সর্বোচ্চ n = 4 → পর্যায় 4; শেষ ইলেকট্রন 3d-তে → d-ব্লক; গ্রুপ = 8 + 2 = 10 (নিকেল)।
(ঘ) Q-এর সর্বোচ্চ n = 6, আর 4f উপস্তর আংশিক পূর্ণ (4f⁷) — এটি অন্তঃঅবস্থান্তর মৌল, ল্যান্থানাইড (গ্যাডোলিনিয়াম, Gd, Z = 64)। (n + l) নিয়মে এখানে 4f⁸ 6s² হওয়ার কথা; অর্ধপূর্ণ 4f⁷-এর বাড়তি সুস্থিতির জন্য একটি ইলেকট্রন 5d-তে যায়। কিন্তু ব্লক ঠিক হয় সারণির ওই সারিতে কোন উপস্তর পূর্ণ হচ্ছে তা দিয়ে — La থেকে Yb পর্যন্ত 4f পূর্ণ হয় — তাই Q f-ব্লকের মৌল, গ্রুপ 3।