Atoms and their structure explained in Bangla

যে কোন পদার্থ গঠিত হয়, অসংখ্য খুদ্র খুদ্র অনু দিয়ে। অনুকে ভাঙলে পাওয়া যায় পরমাণূ। আর এই পরমাণুর ভিতরের অংশে থাকে নিউক্লিয়াস এবং বাইরের অংশে...

যে কোন পদার্থ গঠিত হয়, অসংখ্য খুদ্র খুদ্র অনু দিয়ে। অনুকে ভাঙলে পাওয়া যায় পরমাণূ। আর এই পরমাণুর ভিতরের অংশে থাকে নিউক্লিয়াস এবং বাইরের অংশে ইলেকট্রন।

নিউক্লিয়াস ভাঙলে আরও দুইটি উপদান যথাক্রমে প্রোটন এবং নিউট্রন পাওয়া যায়।

the atomic structure of any stable atom has an equal number of electrons and protons.

(এই তিনটি উপাদান ইলেকট্রন, প্রোটন এবং নিউট্রন কে পদার্থের মৌলিক কণিকা বলা হয়।)

যেখানে,

• ইলেকট্রন - ঋণাত্মক আধানযুক্ত 
• প্রোটন - ধনাত্মক আধানযুক্ত 
• নিউট্রন - আধানহীন

এই মৌলিক কণিকা গুলো বিভিন্ন সংখ্যায় একত্রিত হয়ে ভিন্ন ভিন্ন পরমাণু গঠন করে । যেখানে তাদের ইলেকট্রন গুলো কেন্দ্রমুখী-কক্ষপথ (concentric orbits) অনুসরণ করে ভ্রমন করতে থাকে। এই কক্ষপথ গুলোকে shells বলা হয়। 

একটি shell এ কতগুলো ইলেক্ট্রন থাকতে পারবে, তা 2n² এর মাধ্যমে নির্ণয় করা হয়। যেমনঃ

n = ?	2n2	Shell = ?
1	2 × 11	2
2	2 × 22	8
3	2 × 32	18
4	2 × 42	32

আমরা জানি ইলেকট্রিক্যাল এবং ইলেকট্রনিক্স এর কাজে  Copper ধাতু প্রচুর পরিমানে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু কেন? চলো বিষয়টি ব্যখ্যা করা যাক।

উপরের ছবিতে যেমনটি দেখতে পাচ্ছোঃ ৪র্থ Shell এ এর শেষ ইলেকট্রন অবস্থান করছে। যেখানে 2n² এর অনুসারে, এখানে 2 × 4² = 32 টি ইলেকট্রন থাকতে পারে। অর্থাৎ এর সর্বশেষ-কক্ষপথ (outermost shell) টি অসম্পূর্ণ অবস্থায় রয়েছে। (যা সম্পূর্ণ হওয়া থেকে অনেক অনেক দূরে রয়েছে!)

পরমাণুর সর্বশেষ-কক্ষপথে যদি 2n² সংখ্যক ইলেকট্রন থাকে, তবেই তাকে Stable Atom বলা যেতে পারে। অপরদিকে সর্বশেষ-কক্ষপথের ইলেকট্রন সংখ্য যদি 2n² থেকে খুবই কম হয়ে থাকে তাহলে সেটি unstable and voltatile হয়ে থাকে। 

বিষয়টি আরো বেশি স্পষ্ট করতে চলো আমরা Coulomb's Law ব্যবহার করে কপারের Nucleus এবং ২৯-তম ইলেকট্রনের আকর্ষণ শক্তি নির্ণয় করে দেখি। 

যেখানে, 

• F is in newtons (N) 
• K is a constant = 9.0 × 10⁹ Nm²/C² 
• Q₁ and Q₂ are the charges in coulombs 
• r is the distance between the two charges in meters 

লক্ষ্য করে দেখো উপরের Coulomb's Law-এ দূরত্ব r টি square term এ রয়েছে। সুতরাং বলা যায় দূরত্ব বাড়ার সাথে সাথে Force (F) নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হবে। 

অর্থাৎ এ থেকে সহজেই বোঝা যায় কপারের ২৯-তম ইলেকট্রনটি নিউক্লিয়াসের সাথে খুবই দূর্বল ভাবে আকর্ষিত হয় এবং সামান্য বাহ্যিক বল প্রয়োগে একে তার Parent Atom থেকে খুব সহজেই আলাদা করে যেতে পারে। 

এভাবে Parent Atom থেকে বিচ্ছিন্ন হওয়া ইলেকট্রনকে Free Electon বলে। মূলত এই Free Electon ই পদার্থের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ চলাচলের মূল মাধ্যম হিসাবে কাজ করে। তাই যে পদার্থের মধ্যে যত বেশি Free Electon থাকবে, সেই পদার্থ তত বেশি বিদ্যুৎ পরিবাহী হিসাবে কাজ করবে। 

দেয়া যায় Room Temperature এ 1 Cubic Inch কপারের মধ্যে 1.4 × 10²⁴ অর্থাৎ 1,400,000,000,000,000,000,000,000 গুলো Free Electron থাকে। 

তবে প্রকৃতিতে এমন আরো কিছু পদার্থ রয়েছে যাদের মধ্যে এমনই ভাবে প্রচুর পরিমাণে Free Electron রয়েছ। যেমনঃ Silver, Gold, Aluminum এবং tungsten । কিন্তু এদের ক্ষেত্রে এতো বেশি Free Electon  পেতে একটু ভিন্ন তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। অপরদিকে Room Temperature এ কোন বাহ্যিক শক্তি ছাড়াই Copper একটি ভালো বিদ্যুৎ সুপরিবাহী হিসাবে কাজ করে। আর এ কারণেই পরিবাহী হিসাবে Copper বহুলব্যবহৃত।