রসায়ন

অধ্যায় - ৩ : পদার্থের গঠন

👉 সকল অধ্যায়ের সূচিপত্র 👈

কণার গতিতত্ত্ব

যে তত্ত্বের মাধ্যমে কণাসমূহ কিভাবে কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থায় গতিশীল থাকে তা জানা যায় তাকে কণার গতিতত্ত্ব বলে।

অথবা,

যে তত্ত্বে সাহায্যে সকল পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণিকাগুলোর গতিশীলতা ব্যাখ্যা করা যায়, সে তত্ত্বকে কণার গতিতত্ত্ব বলে।

তাপ প্রয়োগে পদার্থের অবস্থার পরিবর্তন

কঠিন পদার্থঃ কঠিন পদার্থে তাপ প্রয়োগ করলে উহা তরলে পরিণত হয়। কারণ যখন পদার্থ কঠিন অবস্থায় থাকে তখন উহার অণুগুলো পরস্পরের কাছাকাছি থাকে। এই অবস্থায় তাপ প্রয়োগ করা হলে কঠিনের অণুগুলো তরলের ন্যায় প্রসারিত হয়। বিধায় কঠিন পদার্থে তাপ প্রয়োগ করলে তা তরলে পরিণত হয়।

তরল পদার্থঃ তরল পদার্থে তাপ প্রয়োগ করা হলে তরল পদার্থ বায়বীয় পদার্থে পরিণত হয়। কারণ তরলে তাপ প্রয়োগ করলে তরলের অণুসমূহ গ্যাসীয় পদার্থের ন্যায় মুক্তভাবে বিচরণ করতে থাকে।

বায়বীয় পদার্থঃ স্বাভাবিক অবস্থায় বায়বীয় পদার্থের কণাসমূহের মধ্যে আকর্ষণ খুবই কম থাকে। বায়বীয় পদার্থে তাপ প্রয়োগ করলে বায়বীয় পদার্থের কণাগুলো আরও গতিশীল হয় এবং পরস্পর থেকে প্রায় ছিন্ন হয়ে চলে যেতে চায়।

কণার গতিতত্ত্ব অনুযায়ী কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থের কণার গতির বর্ণনা

কণার গতিতত্ত্ব অনুযায়ী কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থের কণার গতির বিবরণ নিম্নে দেওয়া হলো-

পদার্থ যখন কঠিন অবস্থায় থাকে তখন তার গতিশক্তি সবচেয়ে কম থাকে। কারণ কঠিন অবস্থায় পদার্থের অণুসমূহ পরস্পরের অতি নিকটে থাকে। বিধায় অণু সমূহের মাঝে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ শক্তি সবচেয়ে বেশি এবং আন্তঃআণবিক দূরত্ব সবচেয়ে কম। তাই এ অবস্থায় অণুসমূহ চলাচল করতেই পারে না। কাজেই কঠিন অবস্থায় অণুসমূহের গতিশক্তি সবচেয়ে কম অর্থাৎ নেই বললেই চলে।

তরল অবস্থায় পদার্থের অণুসমূহের গতি কঠিনের চেয়ে বেশি এবং বায়বীয় পদার্থের চেয়ে কম। কারণ এ অবস্থায় অণুসমূহ কঠিনের চেয়ে একটু দূরে এবং বায়বীয় পদার্থের চেয়ে একটু কম দূরে অবস্থান করে। তাই এ অবস্থায় অণুসমূহের আন্তঃআণবিক আকর্ষণ কঠিনের চেয়ে কম এবং বায়বীয় পদার্থের চেয়ে বেশি। আবার আন্তঃআণবিক দূরত্ব কঠিনের চেয়ে বেশি এবং বায়বীয় পদার্থের চেয়ে কম। তাই এ অবস্থায় অণুসমূহ কঠিন ও বায়বীয় পদার্থের মাঝামাঝি অবস্থান করে। তরল পদার্থের কণার গতি কঠিন ও বায়বীয় পদার্থের মাঝামাঝি।

বায়বীয় পদার্থের গতিশক্তি সবচেয়ে বেশি। এ অবস্থায় অণুসমূহের আন্তঃআণবিক আকর্ষণ নেই বললেই চলে এবং আন্তঃআণবিক দূরত্ব সবচেয়ে বেশি। কারণ এ অবস্থায় পদার্থের অণুসমূহ মুক্তভাবে বিচরণ করে অর্থাৎ স্বাধীনতা চলাফেরা করতে পারে।

তাপমাত্রার পরিবর্তনে কোনো পদার্থের অবস্থা পরিবর্তনের কারণ

একই পদার্থ ভিন্ন ভিন্ন তাপমাত্রায় ভিন্ন অবস্থা প্রদর্শন করার কারণ হল- পদার্থে অণুসমূহ সর্বদা কম্পমান অবস্থায় থাকে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে অণুসমূহের কম্পনও ততো বৃদ্ধি পায়। তাপ শক্তির কারণে পদার্থে অণুসমূহের কম্পন তথা গতি সঞ্চার হয় বলে অণুসমূহ পরস্পর হতে বিচ্ছিন্ন হতে চায়। আন্তঃআণবিক শক্তির তুলনায় অণুসমূহের কম্পন অনেক কম হলে অণুসমূহ নির্দিষ্ট অবস্থানে বিরাজ করে। তখন কঠিন অবস্থার সৃষ্টি হয়।

তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে কম্পন শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং এমন অবস্থায় পৌঁছায় যে, অণুসমূহ নির্দিষ্ট স্থানে বিরাজ না করে চলাচল করে। তখন তরল অবস্থার সৃষ্টি হয়। তাপমাত্রা আরও বাড়ালে অণুসমূহের কম্পন শক্তি এতো বৃদ্ধি পায় যে, তারা পরস্পর হতে অনেক দূরে সরে যায় এবং প্রায় মুক্তভাবে চলাচল করে। তখন গ্যাসীয় অবস্থার সৃষ্টি হয়। উপরোক্ত কারণে একই পদার্থ ভিন্ন ভিন্ন তাপমাত্রায় ভিন্ন অবস্থা প্রদর্শন করে।

তাপ প্রয়োগের ফলে অণুসমূহের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় কারণ

পদার্থ যেসব ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণার সমন্বয়ে গঠিত সে কণাগুলো যেকোনো তাপমাত্রায় চলাচল করে। ক্ষুদ্র কণাগুলোর চলাফেরার ফলে পদার্থ এক ধরনের শক্তি লাভ করে। পদার্থের এ শক্তিই গতিশক্তি। তাপ প্রয়োগের ফলে ক্ষুদ্র কণাগুলোর চলাচলের গতি বৃদ্ধি পায়। এ কারণে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়।

আন্তঃআণবিক শক্তি

কোনো নির্দিষ্ট পদার্থের অণুসমূহ যে শক্তি দ্বারা পরস্পরকে আকর্ষণ করে তাকে আন্তঃআণবিক শক্তি বলে। এই আকর্ষণ বল বস্তুর প্রকৃতির উপর নির্ভর করে।

আন্তঃআণবিক দূরত্ব

পদার্থের অণুসমূহের মধ্যবর্তী দূরত্বকে আন্তঃআণবিক দূরত্ব বলে।

ডিপ ফ্রিজে পানি রাখলে তা যেভাবে বরফে পরিণত হয়

ডিপ ফ্রিজে পানি রাখলে কম্প্রেসার পানি থেকে তাপশক্তি গ্রহণ করে বাইরে তাপশক্তি ত্যাগ করে। ফলে পানির তাপশক্তি হ্রাস পেতে থাকে এবং এক সময় পানি অবস্থা পরিবর্তন করে তরল থেকে বরফে পরিণত হয়। পানি বরফে পরিণত হওয়ার কারণ হলো পানির অণুসমূহের গতিশক্তি হ্রাস।

গ্যাসের চাপ

কোনো আধারের গায়ে গ্যাসীয় কণাসমূহ যে চাপ প্রদান করে তাকে গ্যাসের চাপ বলে।

২.৩ ব্যাপন

ব্যাপন

উচ্চ ঘনত্বের স্থান হতে নিম্ন ঘনত্বের স্থানে কোনো কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।

ব্যাপন পরীক্ষা

উচ্চ ঘনত্বের স্থান হতে নিম্ন ঘনত্বের স্থানে কোনো কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।

প্রয়োজনীয় উপকরণঃ টেস্টটিউব, পানি, পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট।

১. একটি টেস্টটিউবে কিছু বিশুদ্ধ পানি নিয়ে তাতে পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট এর স্ফটিক যোগ করা হয়।

২. পুরোটা পানি বেগুনি রং ধারণ করতে কতটা সময় লাগল তা নোট করা হয়।

৩. এরপর অপর একটি টেস্টটিউব গরম পানির বিকারে রেখে সম পরিমাণ পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট ও পানি নেওয়া হয়।

৪. পুরোটা পানি বেগুনি রং ধারণ করতে কতটা সময় লাগল তা নোট করা হয়।

টেস্টটিউবে পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট ছড়িয়ে পড়ার প্রক্রিয়াটিই হলো ব্যাপন। শীতল পানির তুলনায় গরম পানিতে ব্যাপন দ্রুত ঘটে। কারণ গরম পানির কণাগুলো বেশি গতিশীল থাকে।

He, H₂, CO₂ এর মধ্যে ব্যাপন হারের তুলনা

He, H₂ ও CO₂ গ্যাস তিনটির ব্যাপন হার তুলনামূলকভাবে আলোচনা করা হলো-

উচ্চ ঘনত্বের স্থান হতে নিম্ন ঘনত্বের স্থানে কোনো কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।

ব্যাপন বস্তুর ভর ও ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। বিভিন্ন গ্যাসের ব্যাপন হার বিভিন্ন হয়। যে গ্যাসের ভর ও ঘনত্ব যত কম হবে তার ব্যাপন তত বেশি দ্রুত হবে।

He-এর আণবিক ভর = 4

H₂-এর আণবিক ভর = 1×2

CO₂ -এর আণবিক ভর =12+16×2=44

যেহেতু H₂ গ্যাসের আণবিক ভর সবচেয়ে কম এবং CO₂ গ্যাসের আণবিক ভর সবচেয়ে বেশি। কাজেই H₂ গ্যাসের ব্যাপন হার সবচেয়ে বেশি এবং CO₂ গ্যাসের ব্যাপন হার সবচেয়ে কম হবে এবং He গ্যাসের ব্যাপন হার হবে H₂ গ্যাসের চেয়ে কম এবং CO₂ গ্যাসের চেয়ে বেশি।

তাপমাত্রা বাড়লে ব্যাপন হার বাড়ে

কোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা গ্যাসের কোনো জায়গা জুড়ে ছড়িয়ে পড়াকে ব্যাপন বলে। কোনো পদার্থের ব্যাপনের হার তার ভর ও আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের ওপর নির্ভরশীল। আন্তঃআণবিক আকর্ষণ তথা ঘনত্ব কম হলে ব্যাপন দ্রুত হয়। অর্থাৎ ব্যাপন হার বেশি হয়। তাপমাত্রা বাড়লেও বস্তুর আন্তঃকণা আকর্ষণ কমে গিয়ে ব্যাপন হার বেড়ে যায়।

NH₃ ও HCl এর মধ্যে ব্যাপন হারের তুলনা

কোনো বস্তুর ব্যাপনের হার বলতে আমরা বুঝি বস্তুটি কোনো মাধ্যমে প্রতি একক সময়ে কতটুকু ছড়িয়ে পড়েছে। যে বস্তুর আণবিক ভর কম তার ব্যাপনের হার বেশি। আর যার আণবিক ভর বেশি তার ব্যাপনের হার কম। NH₃ এবং HCl এর মধ্যে NH₃ এর আণবিক ভর (17) কম আর HCl এর আণবিক ভর (36.5) বেশি। সুতরাং NH₃ এর ব্যাপনের হার  HCl অপেক্ষা বেশি।

NH₃ ও N₂ গ্যাসের মধ্যে ব্যাপন হারের তুলনা

NH₃ ও N₂ গ্যাসের মধ্যে NH₃ গ্যাসের ব্যাপন বেশি হবে। কারণ যুক্তিসহ মূল্যায়ন করা হলো-

উচ্চ ঘনত্বের স্থান হতে নিম্ন ঘনত্বের স্থানে কোনো কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।

  ব্যাপন বস্তুর ভর ও ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। বিভিন্ন গ্যাসের ব্যাপন হার বিভিন্ন হয়। যে গ্যাসের ভর ও ঘনত্ব যত কম হবে তার ব্যাপন তত বেশি দ্রুত হবে।

NH₃-এর আণবিক ভর = 14+1×3=17

N₂- এর আণবিক ভর = 14×2 = 28

যেহেতু NH₃ গ্যাসের আণবিক ভর কম এবং N₂ গ্যাসের আণবিক ভর বেশি। কাজেই N₂ গ্যাসের তুলনায় NH₃ গ্যাসের ব্যাপন হার বেশি হবে।

H₂ ও CO₂ এর মধ্যে ব্যাপন সময়ের তুলনা

ব্যাপন বস্তুর ভর ও ঘনত্বের উপর নির্ভরশীল। বস্তুর ভর বেশি হলে ব্যাপন হার কম হবে। অর্থাৎ ব্যাপন সময় বেশি হবে। হাইড্রোজেনের আণবিক ভর 2 এবং কার্বন ডাই-অক্সাইড এর আণবিক ভর 44। সুতরাং হাইড্রোজেনের তুলনায় কার্বন ডাই-অক্সাইডের ভর বেশি হওয়ায় ইহার ব্যাপন হার কম অর্থাৎ ব্যাপন সময় বেশি।

নিঃসরণ

সরু ছিদ্রপথে কোনো গ্যাসের অণুসমূহের উচ্চচাপ থেকে নিম্ন চাপ অঞ্চলে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে নিঃসরণ বলে। যেমনÑপাকা কাঁঠালের সুগন্ধ ত্বকের ছিদ্র পথ দিয়ে বের হয়ে আসা।

CNG

প্রাকৃতিক গ্যাসকে অধিক চাপ প্রয়োগে সংকুচিত করে যে জ্বালানি তৈরি করা হয়, তাকে CNG বলে। CNG এর পূর্ণরূপ হলো Compressed Natural Gas।

গ্যাসকে যেভাবে সিলিন্ডারে রাখা হয়

বিভিন্ন প্রকার গ্যাসকে চাপ প্রয়োগ করে সংকুচিত করার মাধ্যমে তরলে পরিণত হয়। এ তরলকে নির্দিষ্ট আকৃতির সিলিন্ডারে ভরে রাখা হয়। যেমন- প্রাকৃতিক গ্যাসকে চাপ প্রয়োগ করে সিএনজি-তে পরিণত করে, যানবাহনের জ্বালানি হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

২.৫ মোমের জ্বলন ও পদার্থের তিন অবস্থা

মোম

মোম হলো বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনের মিশ্রণ।

মোম বাতির দহন যে ধরনের পরিবর্তন

একটি মোমবাতি দহনের সময় উত্তাপে মোমের কিছু অংশ গলে যায়। কিন্তু ঠান্ডা হলে কঠিন মোম ফিরে পাওয়া যায়। এটি ভৌত পরিবর্তন; কিন্তু অধিকাংশ মোম বাতাসের অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন ডাই-অক্সাইড ও জলীয় বাষ্প তৈরি করে। শেষোক্ত বস্তু দুটি মোম ও অক্সিজেন হতে সম্পূর্ণ পৃথক। সুতরাং মোম বাতির দহন রাসায়নিক পরিবর্তন।

তাপ প্রয়োগের ফলে অণুসমূহের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়

পদার্থ যেসব ক্ষুদ্র কণার সমন্বয়ে গঠিত সে কণাগুলো যেকোনো তাপমাত্রায় চলাচল করে। ক্ষুদ্র কণাগুলোর চলাফেরার ফলে পদার্থ এক ধরনের শক্তি লাভ করে। পদার্থের এ শক্তিই গতিশক্তি। তাপ প্রয়োগের ফলে ক্ষুদ্র কণাগুলোর চলাচলের গতি বৃদ্ধি পায়। এ কারণে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়।

• মৌলিক পদার্থ কাকে বলে?
• যৌগিক পদার্থ কাকে বলে?

• পরমাণু কাকে বলে?
• অণু কাকে বলে?

• মৌলের প্রতীক কী?
• নিচের মৌলগুলোর ল্যাটিন নাম লিখঃ
• সোডিয়াম
• কপার
• পটাসিয়াম
• সিলভার
• টিন
• অ্যান্টিমনি
• গোল্ড
• লেড
• টাংস্টেন
• আয়রন
• মারকারি

• সংকেত কাকে বলে?
• প্রতীক ও সংকেতের মধ্যে পার্থক্য লিখ।

• পরমাণুর স্থায়ী কণিকা বলতে কি বুঝ?
• পরমাণুর স্থায়ী কণিকাগুলোর নাম লিখ।
• একটি পরমাণুর গঠন চিত্রসহকারে লিখ।
• পরমাণুর স্থায়ী কণিকাগুলোর আপেক্ষিক ভর, প্রকৃত ভর এবং আপেক্ষিক আধান, প্রকৃত আধান লিখ।
• প্রোটিন কি?
• নিউট্রন কি?
• ইলেকট্রন কি?
• পারমানবিক সংখ্যা কি?
• নিউক্লিয়ন বা ভর সংখ্যা কাকে বলে?

3.6   পরমাণুর মডেল

• রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেলটি কোন্ সিদ্ধান্তের উপর ভিত্তি করে প্রদান করা হয়?
• রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেলের স্বীকার্যসমূহ ও এর সীমাবদ্ধতাসমূহ লিখ।
• বোর পরমাণু মডেলটি কেন প্রদান করা হয়?
• বোর পরমাণু মডেলের স্বীকার্যসমূহ ও এর সীমাবদ্ধতাসমূহ লিখ।
• রাদারফোর্ড ও বোর পরমাণু মডেলের মধ্যে কোনটি অধিক গ্রহণযোগ্য এবং কেন?
• পরমাণুর শক্তিস্তরের মাঝে বর্ণালি সৃষ্টি হয় কেন?

3.7   পরমাণুর শক্তিস্তরে ইলেকট্রন বিন্যাস

3.8   আইসোটোপ

3.9   পারমাণবিক ভর বা আপেক্ষিক পারমানবিক ভর

3.10   তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ও তাদের ব্যবহার