এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “আয়নাইজেশন শক্তি বা আয়নীভবন বিভব কাকে বলে? Mg -এর প্রথম আয়নীভবন বিভবের চেয়ে দ্বিতীয় আয়নীভবন বিভব বেশি হয় কেন?” — 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।
আয়নাইজেশন শক্তি বা আয়নীভবন বিভব কাকে বলে?
অথবা, আয়নন বিভব বলতে কী বোঝো?
আয়নাইজেশন শক্তি বা আয়নন বিভব বা আয়নীভবন বিভব (Ionization energy or lonization potential) – গ্যাসীয় অবস্থায় থাকা কোনো মৌলের কোনো প্রশম এবং বিচ্ছিন্ন পরমাণু যখন সর্বনিম্ন শক্তিস্তরে থাকে তখন পরমাণুটির সবচেয়ে বাইরের কক্ষের সবচেয়ে আলগাভাবে আবদ্ধ ইলেকট্রনটিকে নিউক্লিয়াসের আকর্ষণী ক্ষেত্র থেকে সম্পূর্ণভাবে বিচ্ছিন্ন করে, পরমাণুটিকে একক চার্জযুক্ত ধনাত্মক আয়নে পরিণত করতে যে ন্যূনতম শক্তির প্রয়োজন হয় তাকে ওই পরমাণুর প্রথম আয়নীভবন বিভব বলে।
A(g) + I → A+ + e (I = প্রথম আয়নীভবন বিভব বা শক্তি)।
Mg -এর প্রথম আয়নীভবন বিভবের চেয়ে দ্বিতীয় আয়নীভবন বিভব বেশি হয় কেন?
অথবা, একটি মৌলের পরমাণুর দ্বিতীয় আয়নন বিভবের মান প্রথম আয়নন বিভবের মান অপেক্ষা বেশি হয় কেন?
\underset{(2, 8, 2)}{\text{Mg}} \xrightarrow{\text{I.E}_1 = 737 \, \text{kJ mol}^{-1}} \underset{(2, 8, 1)}{\text{Mg}^+} \xrightarrow{\text{I.E}_2 = 1450 \, \text{kJ mol}^{-1}} \underset{(2, 8)}{\text{Mg}^{2+}}\\\)
দ্বিতীয় আয়নীভবনের ক্ষেত্রে ইলেকট্রনকে পজিটিভ চার্জযুক্ত ক্যাটায়ন থেকে বের করতে হয় কিন্তু প্রথম আয়নীভবনের ক্ষেত্রে ইলেকট্রন নিস্তড়িৎ পরমাণু থেকে নির্গত হয়। ক্যাটায়নের ক্ষেত্রে নিউক্লীয় চার্জের মান বেশি হওয়ায় এখানে সর্ববহিস্থ ইলেকট্রনটি নিউক্লিয়াস দ্বারা তীব্রভাবে আকর্ষিত হয়। ফলে এই ইলেকট্রনকে এই আয়ন থেকে বের করতে নিস্তড়িৎ পরমাণু অপেক্ষা অধিক শক্তি প্রয়োগ করতে হয়। তাই দ্বিতীয় আয়নীভবন বিভবের মান প্রথম আয়নীভবন বিভব অপেক্ষা বেশি হয়।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
আয়নাইজেশন শক্তি বলতে কী বোঝায়?
আয়নাইজেশন শক্তি হলো সেই ন্যূনতম শক্তি, যা একটি গ্যাসীয়, নিরপেক্ষ এবং স্থিতিশীল (ground state) পরমাণুর সবচেয়ে শিথিলভাবে আবদ্ধ ইলেকট্রনটিকে সম্পূর্ণভাবে অপসারণ করে পরমাণুটিকে একটি ধনাত্মক আয়নে (ক্যাটায়ন) রূপান্তর করতে প্রয়োজন হয়।
প্রথম আয়নাইজেশন শক্তি ও দ্বিতীয় আয়নাইজেশন শক্তির মধ্যে পার্থক্য কী?
প্রথম আয়নাইজেশন শক্তি ও দ্বিতীয় আয়নাইজেশন শক্তির মধ্যে পার্থক্য হল –
1. প্রথম আয়নাইজেশন শক্তি (I.E₁) – একটি নিরপেক্ষ পরমাণু থেকে প্রথম ইলেকট্রন অপসারণ করতে যে শক্তি প্রয়োজন। X(g) → X⁺(g) + e⁻
2. দ্বিতীয় আয়নাইজেশন শক্তি (I.E₂) – একটি এক-আধানবিশিষ্ট ধনাত্মক আয়ন (X⁺) থেকে দ্বিতীয় ইলেকট্রন অপসারণ করতে যে শক্তি প্রয়োজন। X⁺(g) → X²⁺(g) + e⁻
একটি মৌলের জন্য দ্বিতীয় আয়নাইজেশন শক্তি সর্বদা প্রথমটির চেয়ে বেশি হয় কেন? (যেমন – Mg -এর ক্ষেত্রে)
দ্বিতীয় ইলেকট্রনটি একটি ধনাত্মক আয়ন (X⁺) থেকে অপসারণ করা হয়। এই আয়নের নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে, কিন্তু ইলেকট্রনের সংখ্যা কমে যায়। ফলে নিউক্লিয়াসের কার্যকরী আকর্ষণ (Effective Nuclear Charge) বৃদ্ধি পায় এবং অবশিষ্ট ইলেকট্রন আরও শক্তভাবে বাঁধা থাকে। তাই পরবর্তী ইলেকট্রন অপসারণ করতে বেশি শক্তি প্রয়োজন হয়।
পর্যায় সারণিতে বাম থেকে ডানে গেলে (একই পর্যায়ে) আয়নাইজেশন শক্তির মানের কী পরিবর্তন হয় এবং কেন?
বাম থেকে ডানে গেলে আয়নাইজেশন শক্তির মান সাধারণত বৃদ্ধি পায়।
কারণ –
1. পরমাণুর আকার (Atomic Size) হ্রাস পায়।
2. নিউক্লিয়াসের কার্যকরী আধান (Effective Nuclear Charge) বৃদ্ধি পায়।
3. ফলে নিউক্লিয়াস ইলেকট্রনগুলিকে আরও শক্তভাবে আকর্ষণ করে, এবং বহিঃস্থ ইলেকট্রন অপসারণ করা কঠিন হয়ে ওঠে। তাই আয়নাইজেশন শক্তি বৃদ্ধি পায়।
পর্যায় সারণিতে উপর থেকে নিচের দিকে গেলে (একই গ্রুপে) আয়নাইজেশন শক্তির মানের কী পরিবর্তন হয় এবং কেন?
উপর থেকে নিচের দিকে গেলে আয়নাইজেশন শক্তির মান হ্রাস পায়।
কারণ –
1. প্রতিটি ধাপে নতুন কক্ষপথ (shell) যুক্ত হওয়ায় পরমাণুর আকার বৃদ্ধি পায়।
2. বহিঃস্থ ইলেকট্রন নিউক্লিয়াস থেকে দূরে থাকে এবং আকর্ষণ বল দুর্বল হয়।
3. ভেতরের ইলেকট্রনগুলির স্ক্রীনিং প্রভাব (Screening Effect) বৃদ্ধি পায়।
4. ফলে বহিঃস্থ ইলেকট্রন সহজে অপসারণ করা যায় এবং আয়নাইজেশন শক্তি কমে যায়।
কোন মৌলের আয়নাইজেশন শক্তি সবচেয়ে বেশি এবং কোনটির সবচেয়ে কম?
সর্বোচ্চ আয়নাইজেশন শক্তি – হিলিয়াম (He)। ছোট আকার ও উচ্চ কার্যকরী নিউক্লীয় আধানের কারণে এর থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করা অত্যন্ত কঠিন।
সর্বনিম্ন আয়নাইজেশন শক্তি – ফ্রানসিয়াম (Fr)। এর বহিঃস্থ ইলেকট্রন নিউক্লিয়াস থেকে অনেক দূরে থাকে এবং দুর্বলভাবে আবদ্ধ থাকে। তাই সহজেই অপসারণ করা যায়।
নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলির (Noble Gases) আয়নাইজেশন শক্তি বেশি হয় কেন?
নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলি (He, Ne, Ar ইত্যাদি) সম্পূর্ণ পূর্ণ বহিঃস্থ কক্ষপথ (ns²np⁶) ধারণ করে, যা অত্যন্ত স্থিতিশীল। এই স্থিতিশীল বিন্যাস ভাঙতে এবং একটি ইলেকট্রন অপসারণ করতে প্রচুর শক্তি প্রয়োজন হয়। এজন্যই তাদের আয়নাইজেশন শক্তি সংশ্লিষ্ট পর্যায়ে সর্বোচ্চ।
Be (বেরিলিয়াম) এবং B (বোরন) -এর মধ্যে কার আয়নাইজেশন শক্তি বেশি এবং কেন?
Be (বেরিলিয়াম) -এর আয়নাইজেশন শক্তি B (বোরন) -এর চেয়ে বেশি।
কারণ –
1. Be -এর ইলেকট্রন বিন্যাস – 1s² 2s² → 2s উপস্তর পূর্ণ, যা স্থিতিশীল।
2. B -এর ইলেকট্রন বিন্যাস – 1s² 2s² 2p¹ → 2p উপস্তরের একটি মাত্র ইলেকট্রন তুলনামূলকভাবে সহজে অপসারণযোগ্য, কারণ এটি নিউক্লিয়াস থেকে দূরে এবং 2s ইলেকট্রন দ্বারা আংশিকভাবে আবৃত (partially screened)।
ফলে B -এর আয়নাইজেশন শক্তি Be -এর চেয়ে কম।
মৌলের তড়িৎ-ঋণাত্মকতা কাকে বলে? সবচেয়ে তড়িৎ-ঋণাত্মক মৌলের নাম লেখো।
তড়িৎ-ঋণাত্মকতা (Electronegativity) – সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ কোনো মৌলের পরমাণুর ওই বন্ধন সৃষ্টিকারী ইলেকট্রন জোড়কে নিজের দিকে আকর্ষণ করার ক্ষমতা বা প্রবণতাকে ওই মৌলের তড়িৎ-ঋণাত্মকতা বলে। সবচেয়ে তড়িৎ-ঋণাত্মক মৌল ফ্লুরিন (F)।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন — “আয়নাইজেশন শক্তি বা আয়নীভবন বিভব কাকে বলে? Mg -এর প্রথম আয়নীভবন বিভবের চেয়ে দ্বিতীয় আয়নীভবন বিভব বেশি হয় কেন?” — 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