ইলেকট্রন বিন্যাস করার নিয়ম (১–৩০ মৌলের তালিকাসহ)

ইলেকট্রন বিন্যাস কী?

কোনো পরমাণুর ইলেকট্রনগুলো কোন শক্তিস্তরে ও কোন অরবিটালে কয়টি করে আছে, তা সাজিয়ে লেখাই ইলেকট্রন বিন্যাস। নিরপেক্ষ পরমাণুতে ইলেকট্রন সংখ্যা পারমাণবিক সংখ্যার সমান, তাই প্রথম কাজ পারমাণবিক সংখ্যা জানা। SSC-তে বিন্যাস দুইভাবে চাওয়া হয়: শক্তিস্তর ধরে (K, L, M, N) আর অরবিটাল ধরে (1s, 2s, 2p…)।

ধাপ ১: শক্তিস্তর ধরে লেখা

$n$তম শক্তিস্তরে সর্বোচ্চ $2n^2$টি ইলেকট্রন থাকতে পারে: K-তে ২, L-তে ৮, M-তে ১৮, N-তে ৩২। সাধারণত ভেতরের স্তর আগে পূর্ণ হয়। যেমন সোডিয়াম ($Z = 11$): K = ২, L = ৮, M = ১।

তবে আর্গনের (১৮) পরে নিয়ম একটু বদলায়: M স্তরে ১৮টি জায়গা থাকলেও পটাশিয়ামের ১৯তম আর ক্যালসিয়ামের ২০তম ইলেকট্রন N স্তরে যায়। তাই K (১৯) = ২, ৮, ৮, ১ আর Ca (২০) = ২, ৮, ৮, ২। কেন এমন হয়, তা বোঝা যায় অরবিটাল দিয়ে।

ধাপ ২: অরবিটাল ধরে লেখা

প্রতিটি শক্তিস্তর কয়েকটি উপশক্তিস্তরে ভাগ হয়: s, p, d, f; পাঠ্যবইয়ে এই উপশক্তিস্তরগুলোকেই অরবিটাল বলা হয়েছে। একটি উপশক্তিস্তরে (পাঠ্যবইয়ের ভাষায় অরবিটালে) সর্বোচ্চ $2(2l + 1)$টি ইলেকট্রন থাকে, অর্থাৎ s-এ ২, p-তে ৬, d-তে ১০, f-এ ১৪।

ইলেকট্রন আগে কম শক্তির অরবিটালে ঢোকে। কোন অরবিটালের শক্তি কম, তা ঠিক হয় $(n + l)$ দিয়ে (s-এর $l = 0$, p-এর ১, d-এর ২, f-এর ৩):

• যার $(n + l)$ কম, তার শক্তি কম, সেটি আগে পূর্ণ হয়। 4s-এর জন্য $4 + 0 = 4$, 3d-এর জন্য $3 + 2 = 5$, তাই 4s আগে।
• $(n + l)$ সমান হলে যার $n$ কম, সেটি আগে। 3d ও 4p দুটিরই ৫, কিন্তু 3d-এর $n$ কম, তাই 3d আগে।

এতে শক্তির ক্রম দাঁড়ায়:

$$\mathrm{1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s}$$

মনে রাখার সহজ উপায়: খাতায় 1s; 2s 2p; 3s 3p 3d; 4s 4p 4d 4f — এভাবে সারি করে লেখো, তারপর ডান-ওপর থেকে বাম-নিচে কোনাকুনি তির টেনে পড়ো। পাঠ্যবইয়ের চিত্র ৩.০৪-এ এই ছকটিই আছে।

ধাপ ৩: লেখার নিয়ম

১. পারমাণবিক সংখ্যা থেকে মোট ইলেকট্রন গোনো। ২. ওপরের ক্রমে অরবিটাল পূর্ণ করো: s-এ ২, p-তে ৬, d-তে ১০। ৩. শেষে একই প্রধান শক্তিস্তরের অরবিটালগুলো পাশাপাশি লেখো। যেমন আয়রন (২৬)-এ ইলেকট্রন 3d-এর আগে 4s-এ ঢুকলেও লেখা হয় $\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^6\,4s^2}$। ৪. সব ঘাত যোগ করে মিলিয়ে নাও মোট ইলেকট্রন সংখ্যা ঠিক আছে কি না।

১ থেকে ৩০ মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস

মৌল (Z)	শক্তিস্তর (K, L, M, N)	অরবিটাল
H (১)	১	$\mathrm{1s^1}$
He (২)	২	$\mathrm{1s^2}$
Li (৩)	২, ১	$\mathrm{1s^2\,2s^1}$
Be (৪)	২, ২	$\mathrm{1s^2\,2s^2}$
B (৫)	২, ৩	$\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^1}$
C (৬)	২, ৪	$\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^2}$
N (৭)	২, ৫	$\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^3}$
O (৮)	২, ৬	$\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^4}$
F (৯)	২, ৭	$\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^5}$
Ne (১০)	২, ৮	$\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6}$
Na (১১)	২, ৮, ১	$\mathrm{[Ne]\,3s^1}$
Mg (১২)	২, ৮, ২	$\mathrm{[Ne]\,3s^2}$
Al (১৩)	২, ৮, ৩	$\mathrm{[Ne]\,3s^2\,3p^1}$
Si (১৪)	২, ৮, ৪	$\mathrm{[Ne]\,3s^2\,3p^2}$
P (১৫)	২, ৮, ৫	$\mathrm{[Ne]\,3s^2\,3p^3}$
S (১৬)	২, ৮, ৬	$\mathrm{[Ne]\,3s^2\,3p^4}$
Cl (১৭)	২, ৮, ৭	$\mathrm{[Ne]\,3s^2\,3p^5}$
Ar (১৮)	২, ৮, ৮	$\mathrm{[Ne]\,3s^2\,3p^6}$
K (১৯)	২, ৮, ৮, ১	$\mathrm{[Ar]\,4s^1}$
Ca (২০)	২, ৮, ৮, ২	$\mathrm{[Ar]\,4s^2}$
Sc (২১)	২, ৮, ৯, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^1\,4s^2}$
Ti (২২)	২, ৮, ১০, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^2\,4s^2}$
V (২৩)	২, ৮, ১১, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^3\,4s^2}$
Cr (২৪)	২, ৮, ১৩, ১	$\mathrm{[Ar]\,3d^5\,4s^1}$ (ব্যতিক্রম)
Mn (২৫)	২, ৮, ১৩, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^5\,4s^2}$
Fe (২৬)	২, ৮, ১৪, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^6\,4s^2}$
Co (২৭)	২, ৮, ১৫, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^7\,4s^2}$
Ni (২৮)	২, ৮, ১৬, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^8\,4s^2}$
Cu (২৯)	২, ৮, ১৮, ১	$\mathrm{[Ar]\,3d^{10}\,4s^1}$ (ব্যতিক্রম)
Zn (৩০)	২, ৮, ১৮, ২	$\mathrm{[Ar]\,3d^{10}\,4s^2}$

ছকে জায়গা বাঁচাতে [Ne] মানে নিয়নের ১০টি ইলেকট্রনের বিন্যাস $\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6}$, আর [Ar] মানে আর্গনের ১৮টির বিন্যাস $\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6}$। পরীক্ষার খাতায় পুরো বিন্যাসটি লিখবে।

ব্যতিক্রম: ক্রোমিয়াম ও কপার

p বা d অরবিটাল অর্ধেক পূর্ণ ($p^3$, $d^5$) বা সম্পূর্ণ পূর্ণ ($p^6$, $d^{10}$) হলে বিন্যাস বেশি সুস্থিত হয়। তাই:

• Cr (২৪): হওয়ার কথা $\mathrm{3d^4\,4s^2}$, কিন্তু 4s থেকে একটি ইলেকট্রন 3d-তে গিয়ে অর্ধপূর্ণ $\mathrm{3d^5}$ হয়: $\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^5\,4s^1}$।
• Cu (২৯): হওয়ার কথা $\mathrm{3d^9\,4s^2}$, কিন্তু একই কারণে পূর্ণ $\mathrm{3d^{10}}$ হয়: $\mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^{10}\,4s^1}$।

বিন্যাস থেকে পর্যায় ও গ্রুপ

• পর্যায়: সবচেয়ে বাইরের প্রধান শক্তিস্তরের নম্বর।
• গ্রুপ, নিয়ম ১: বাইরের স্তরে শুধু s থাকলে s-এর ইলেকট্রন সংখ্যাই গ্রুপ (হিলিয়াম ছাড়া; He থাকে গ্রুপ ১৮-এ)। Na ($\mathrm{3s^1}$): পর্যায় ৩, গ্রুপ ১।
• গ্রুপ, নিয়ম ২: বাইরের স্তরে s ও p থাকলে দুটির ইলেকট্রন যোগ করে ১০ যোগ করো। Cl ($\mathrm{3s^2\,3p^5}$): $2 + 5 + 10 = 17$, পর্যায় ৩।
• গ্রুপ, নিয়ম ৩: বাইরের স্তরে s আর তার আগের স্তরে d থাকলে s ও d-এর ইলেকট্রন যোগ করো। Fe ($\mathrm{3d^6\,4s^2}$): $6 + 2 = 8$, পর্যায় ৪।

আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস

ধনাত্মক আয়নে যতটি চার্জ, ততটি ইলেকট্রন কম; ঋণাত্মক আয়নে ততটি বেশি। $\mathrm{Na^+}$-এ ১০টি ইলেকট্রন: ২, ৮ (নিয়নের মতো)। $\mathrm{Cl^-}$-এ ১৮টি: ২, ৮, ৮ (আর্গনের মতো)। অবস্থান্তর মৌলের আয়নে আগে বাইরের 4s থেকে ইলেকট্রন সরে: $\mathrm{Fe^{2+}}$ হলো $\mathrm{[Ar]\,3d^6}$।

সাধারণ ভুল

• K-কে ২, ৮, ৯ লেখা। M স্তর ৮-এ পৌঁছালে ১৯তম ইলেকট্রন 4s-এ যায়: ২, ৮, ৮, ১।
• Cr আর Cu-তে সাধারণ নিয়ম খাটানো। এ দুটি মুখস্থ রাখো।
• Fe-তে "…4s² 3d⁶" লিখে রাখা। লেখার সময় একই $n$-এর অরবিটাল পাশাপাশি: …3d⁶ 4s²।
• ঘাতের যোগফল না মেলানো। শেষে যোগ করে পারমাণবিক সংখ্যার সাথে মিলিয়ে নাও।