এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “পর্যায়-সারণিতে মৌলের আয়নীভবন বিভবের পর্যাবৃত্তি কীভাবে ঘটে তা উল্লেখ করো। অথবা, পর্যায়-সারণিতে পর্যায় ও শ্রেণি বরাবর আয়নন বিভব বা আয়নাইজেশন শক্তি কীরূপে পরিবর্তিত হয়?” — নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “পর্যায়-সারণি এবং মৌলদের ধর্মের পর্যাবৃত্ততা” অংশ থেকে নেওয়া হয়েছে। মাধ্যমিক পরীক্ষা এবং বিভিন্ন চাকরির পরীক্ষায় এই প্রশ্নটি প্রায়ই আসে, তাই এটি শিক্ষার্থীদের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
পর্যায়-সারণিতে মৌলের আয়নীভবন বিভবের পর্যাবৃত্তি কীভাবে ঘটে তা উল্লেখ করো।
অথবা, পর্যায়-সারণিতে পর্যায় ও শ্রেণি বরাবর আয়নন বিভব বা আয়নাইজেশন শক্তি কীরূপে পরিবর্তিত হয়?
সাধারণভাবে পর্যায়-সারণিতে কোনো পর্যায়ে পরমাণু ক্রমাঙ্ক বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে দু-একটি ব্যতিক্রম ছাড়া আয়নীভবন বিভব ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়। যে-কোনো পর্যায়ে নিষ্ক্রিয় মৌলের আয়নীভবন বিভবের মান সবচেয়ে বেশি।
পর্যার-সারণিতে কোনো পর্যায়ে বামদিক থেকে ডানদিকে গেলে –
- নিউক্লিয়াসের আধান নিয়মিত বাড়তে থাকে।
- পরমাণুর আকার কমে যায়।
- একই মুখ্য শক্তিস্তরে ইলেকট্রনগুলি যোগ হতে থাকে।
এইভাবে নিউক্লিয়াসের আধান বৃদ্ধি এবং পরমাণুর আকার হ্রাস নিউক্লিয়াস ও সর্ববহিস্থ কক্ষপথের ইলেকট্রনের মধ্যে আকর্ষণ বল বাড়িয়ে দেয়। ফলে ইলেকট্রনগুলি অনেক শক্তভাবে নিউক্লিয়াস দ্বারা আবদ্ধ থাকে। এর ফলে কোনো পর্যায়ে বামদিক থেকে ডানদিকে গেলে আয়নন বিভব বৃদ্ধি পায়।
| শ্রেণী → | 1 | 2 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| পর্যায় (2) | 3Li | 4Be | 5B | 6C | 7N | 8O | 9F | 10Ne |
| আয়নীভবন বিভব (kJ/mol) | 520 | 899 | 801 | 1086 | 1402 | 1314 | 1681 | 2081 |
সাধারণভাবে পর্যায়-সারণিতে কোনো শ্রেণি বরাবর ওপর থেকে যত নীচের দিকে যাওয়া যায় তত আয়নীভবন বিভব বা আয়নাইজেশন শক্তি (IP) হ্রাস পায়।
কোনো শ্রেণি বরাবর নিম্নলিখিত ঘটনাগুলি ঘটে –
- কোনো শ্রেণির উপর থেকে যত নীচের দিকে যাওয়া হয় পরমাণুর ব্যাসার্ধ (atomic radius) তত বাড়তে থাকে। এর ফলে সর্ববহিস্থ কক্ষের ইলেকট্রনের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বল কমে যায়। অর্থাৎ সর্ববহিস্থ কক্ষের ইলেকট্রনকে অপসারিত করতে কম শক্তির প্রয়োজন হয়।
- কোনো শ্রেণির যত নীচের দিকে যাওয়া হয় পরমাণুর কক্ষের সংখ্যা তত বাড়তে থাকে। ফলে ভিতরের কক্ষের ইলেকট্রনগুলির সবচেয়ে বাইরের কক্ষের ইলেকট্রনের উপর আবরণী ক্ষমতা (shielding effect) বৃদ্ধি পায়।
- কোনো শ্রেণি বরাবর যত নীচের দিকে যাওয়া হয় নিউক্লিয়াসের আধান তত বৃদ্ধি পায়। পরমাণুর আকার (atomic size) এবং আবরণী ক্ষমতা (shielding effect) বৃদ্ধির ফল নিউক্লিয়াসের আধান (nuclear charge) বৃদ্ধির চেয়ে অনেক বেশি কার্যকরী হয়। অর্থাৎ, পরমাণুর আকার ও আবরণী ক্ষমতা বৃদ্ধি নিউক্লিয়াসের আধান বৃদ্ধিকে অনেকাংশে প্রশমিত করে দেয়।
এই কারণে কোনো শ্রেণির যত নীচের দিকে যাওয়া যায় সর্ববহিস্থ কক্ষের ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াস দ্বারা অনেক কম আকর্ষণ বলের প্রভাব থাকে। অর্থাৎ, কোনো শ্রেণির নীচের দিকে গেলে আয়নীভবন বিভবের মান হ্রাস পেতে থাকে।
| পর্যায় | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| শ্রেণি (1) | 3Li | 11Na | 19K | 37Rb | 55Cs | 87Fr |
| আয়নীভবন বিভব (kJ/mol) | 520 | 496 | 425 | 410 | 380 | 370 |
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
আয়নীভবন বিভব বা আয়নাইজেশন শক্তি বলতে কী বোঝায়?
কোনো গ্যাসীয় অবস্থায় থাকা একটি পরমাণুর সর্ববহিঃস্থ কক্ষপথ থেকে একটি ইলেকট্রন অপসারণ করতে যে ন্যূনতম শক্তির প্রয়োজন হয়, তাকেই সেই পরমাণুর প্রথম আয়নীভবন বিভব বা আয়নাইজেশন শক্তি (Ionization Energy, IE) বলে।
একটি পর্যায় (Period) বরাবর বাম থেকে ডানে গেলে আয়নাইজেশন শক্তির মান কীভাবে পরিবর্তিত হয় এবং কেন?
একটি পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে আয়নাইজেশন শক্তির মান সাধারণত বৃদ্ধি পায়। এর প্রধান দুটি কারণ হল –
1. নিউক্লিয়াসের কার্যকরী আধান বৃদ্ধি – ডানে যাওয়ার সময় প্রোটন সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, কিন্তু নতুন ইলেকট্রন একই শক্তিস্তরে যোগ হয়। ফলে নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বল বাড়ে।
2. পরমাণুর আকার হ্রাস – বেশি নিউক্লিয়ার আকর্ষণের কারণে পরমাণুর আকার কমে যায়, ফলে সর্ববহিঃস্থ ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের কাছে চলে আসে এবং তাকে অপসারণ করতে বেশি শক্তি লাগে।
একটি শ্রেণি (Group) বরাবর উপর থেকে নীচে গেলে আয়নাইজেশন শক্তির মান কীভাবে পরিবর্তিত হয় এবং কেন?
একটি গ্রুপে উপর থেকে নীচে গেলে আয়নাইজেশন শক্তি হ্রাস পায়। এর প্রধান কারণগুলো হলো:
1. পরমাণুর আকার বৃদ্ধি – নতুন শক্তিস্তর যোগ হওয়ায় পরমাণুর ব্যাসার্ধ অনেক বেড়ে যায়। ফলে সর্ববহিঃস্থ ইলেকট্রন নিউক্লিয়াস থেকে দূরে চলে যায় এবং আকর্ষণ কমে যায়।
2. শিল্ডিং ইফেক্ট বৃদ্ধি – ভিতরের শক্তিস্তরের ইলেকট্রনগুলো বাইরের ইলেকট্রনকে নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ থেকে আড়াল করে। গ্রুপের নীচে নামার সাথে সাথে এই শিল্ডিং প্রভাব বাড়ে।
3. দূরত্বের প্রভাব – যদিও নিউক্লিয়াসের আধান বাড়ে, কিন্তু আকার বৃদ্ধি ও শিল্ডিং ইফেক্টের কারণে সেই প্রভাব ঢাকা পড়ে। ফলে ইলেকট্রন অপসারণ সহজ হয়ে যায়।
পর্যায় সারণির কোন মৌলের আয়নাইজেশন শক্তি সবচেয়ে বেশি এবং কোনটির সবচেয়ে কম?
পর্যায় সারণির মৌলের আয়নাইজেশন শক্তি সবচেয়ে বেশি এবং সবচেয়ে কম হল –
1. সর্বোচ্চ আয়নাইজেশন শক্তি – সাধারণত একটি পর্যায়ের ডানদিকের নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলোর (Group 18 যেমন – Ne, Ar) হয়। কারণ তাদের ইলেকট্রন বিন্যাস স্থিতিশীল এবং আকার তুলনামূলকভাবে ছোট।
2. সর্বনিম্ন আয়নাইজেশন শক্তি – সাধারণত বামদিকের ক্ষার ধাতুগুলোর (Group 1 যেমন – Cs, Fr) হয়। কারণ তাদের আকার বড় এবং সর্ববহিঃস্থ ইলেকট্রন নিউক্লিয়াস থেকে অনেক দূরে থাকে।
আয়নাইজেশন শক্তি জানা কীভাবে রাসায়নিক ধর্ম বোঝাতে সাহায্য করে?
আয়নাইজেশন শক্তি একটি মৌলের ধাতব ধর্মের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত।
1. নিম্ন আয়নাইজেশন শক্তি → ইলেকট্রন ত্যাগ করা সহজ → প্রবল ধাতব ধর্ম (যেমন – Na, K)।
2. উচ্চ আয়নাইজেশন শক্তি → ইলেকট্রন ত্যাগ করা কঠিন → দুর্বল ধাতব ধর্ম বা অধাতব ধর্ম (যেমন – F, O)।
এছাড়াও, এটি থেকে বোঝা যায় একটি মৌল কত সহজে ধনাত্মক আয়ন (cation) তৈরি করতে পারে, যা তার রাসায়নিক সক্রিয়তা (reactivity) নির্ধারণ করে।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “পর্যায়-সারণিতে মৌলের আয়নীভবন বিভবের পর্যাবৃত্তি কীভাবে ঘটে তা উল্লেখ করো। অথবা, পর্যায়-সারণিতে পর্যায় ও শ্রেণি বরাবর আয়নন বিভব বা আয়নাইজেশন শক্তি কীরূপে পরিবর্তিত হয়?” — নিয়ে আলোচনা করেছি। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের অষ্টম অধ্যায় “পদার্থের ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মসমূহ” -এর “পর্যায়-সারণি এবং মৌলদের ধর্মের পর্যাবৃত্ততা” অংশ থেকে নেওয়া হয়েছে। মাধ্যমিক পরীক্ষা এবং বিভিন্ন চাকরির পরীক্ষায় এই প্রশ্নটি প্রায়ই আসে, তাই এটি শিক্ষার্থীদের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। আশা করি এই আর্টিকেলটি আপনাদের জন্য উপকারী হয়েছে। আপনাদের কোনো প্রশ্ন বা অসুবিধা থাকলে, আমাদের সাথে টেলিগ্রামে যোগাযোগ করতে পারেন, আমরা উত্তর দেওয়ার চেষ্টা করব। তাছাড়া, নিচে আমাদের এই পোস্টটি আপনার প্রিয়জনের সাথে শেয়ার করুন, যাদের এটি প্রয়োজন হতে পারে। ধন্যবাদ।
মন্তব্য করুন