offSchoolবেটা

রসায়ন · অধ্যায় ৩ · টপিক ১২

আইসোটোপ

পড়ার নোট

আইসোটোপের পরিচয়

একই মৌলের যেসব পরমাণুর প্রোটন সংখ্যা সমান কিন্তু নিউট্রন সংখ্যা এবং ভরসংখ্যা ভিন্ন, তাদের আইসোটোপ বলে। প্রোটন সংখ্যা একই থাকায় মৌলের পরিচয় বদলায় না। নিউট্রনের সংখ্যা বদলালে নিউক্লিয়াসের মোট কণিকা সংখ্যা এবং পরমাণুর ভর বদলে যায়।

হাইড্রোজেনের তিনটি প্রাকৃতিক আইসোটোপ তুলনা করো:

নামপ্রতীকপ্রোটননিউট্রনভরসংখ্যা
প্রোটিয়াম11H^{1}_{1}\mathrm{H}101
ডিউটেরিয়াম12H^{2}_{1}\mathrm{H}112
ট্রিটিয়াম13H^{3}_{1}\mathrm{H}123

ডিউটেরিয়াম ও ট্রিটিয়ামকে যথাক্রমে D ও T দিয়েও প্রকাশ করা হয়। তিনটির প্রত্যেক নিরপেক্ষ পরমাণুতে একটি ইলেকট্রন থাকে। তাই শুধু ভর আলাদা বলে এগুলোকে তিনটি আলাদা মৌল বলা যাবে না।

আইসোটোপের রাসায়নিক ধর্ম সাধারণভাবে একই রকম, কিন্তু ভরসংক্রান্ত ভৌত ধর্ম ভিন্ন হতে পারে। হাইড্রোজেনের আরও আইসোটোপ গবেষণাগারে প্রস্তুত করা হয়েছে। সাধারণ হাইড্রোজেনে নিউট্রন নেই বলে হাইড্রোজেনের সব আইসোটোপই নিউট্রনহীন—এমন ধারণা ভুল।

অন্য একটি তুলনা করি: কার্বন-12 ও কার্বন-14-এর পারমাণবিক সংখ্যা 6। সূত্র N=A−ZN=A-Z-এ NN নিউট্রন সংখ্যা, AA ভরসংখ্যা এবং ZZ পারমাণবিক সংখ্যা; সবগুলো এককহীন গণনা। প্রথমটির জন্য N=12−6=6N=12-6=6, দ্বিতীয়টির জন্য N=14−6=8N=14-6=8। প্রোটন একই কিন্তু নিউট্রন ভিন্ন, তাই তারা আইসোটোপ।

তেজস্ক্রিয়তা ও ব্যবহার

যেসব আইসোটোপের নিউক্লিয়াস স্বতঃস্ফূর্তভাবে পরিবর্তিত হয়ে তেজস্ক্রিয় রশ্মি নিঃসরণ করে, তাদের তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ বলে। সব আইসোটোপ তেজস্ক্রিয় নয়। তেজস্ক্রিয় আইসোটোপের নিয়ন্ত্রিত ব্যবহার রোগ নির্ণয়, চিকিৎসা ও কৃষিতে গুরুত্বপূর্ণ।

কোবাল্ট-60 টিউমার নির্ণয় ও নিরাময়ে এবং আয়োডিন-131 থাইরয়েড ক্যান্সার নিরাময়ে ব্যবহৃত হয়। টেকনিশিয়ামের সাহায্যে দেহের রোগাক্রান্ত স্থানের ছবি নেওয়া যায়। তেজস্ক্রিয় ফসফরাস দিয়ে উদ্ভিদের সার গ্রহণ অনুসরণ করা হয়; ইউরেনিয়াম-235 বিদ্যুৎ উৎপাদনে কাজে লাগে। কার্বন-14 প্রাচীন জৈব বস্তুর বয়স নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়।

বাংলাদেশের ধানখেতে সারের ব্যবহার নিয়ে গবেষণা এই ধারণার একটি পরিচিত প্রয়োগ।

মনে রাখো: আইসোটোপে প্রোটন সংখ্যা একই, নিউট্রন সংখ্যা ভিন্ন; সব আইসোটোপ তেজস্ক্রিয় নয়।

২০২৬ সালের NCTB পাঠ্যবই অনুসরণ করে লেখা।

চালিয়ে দেখো

  • পরমাণুর গঠন ও আইসোটোপচালিয়ে দেখো

    পেন্সিলের গ্রাফাইট বা কাঠকয়লার মূল উপাদান হলো কার্বন (C)। একটি সাধারণ কার্বন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে ৬টি প্রোটন ও ৬টি নিউট্রন থাকে এবং বাইরে বিভিন্ন শক্তিস্তরে ৬টি ইলেকট্রন ঘোরে, যার ফলে এর ভর সংখ্যা ১২। যদি কোনো বিশেষ প্রক্রিয়ায় এই পরমাণুর নিউক্লিয়াসে অতিরিক্ত ১টি নিউট্রন যোগ করে নিউট্রন সংখ্যা ৭ করা হয়, তবে পরমাণুটির কী ঘটবে — মৌলটি কি বদলে যাবে, নাকি কার্বনই থাকবে এবং এর ভর সংখ্যা কত হবে?

অনুশীলনের প্রশ্ন

  1. রাজশাহীর জাতীয় পরমাণু চিকিৎসা ও আল্ট্রাসাউন্ড কেন্দ্রে (INMAS) চিকিৎসকরা থাইরয়েড গ্রন্থির কোষের অস্বাভাবিক বৃদ্ধি ও থাইরয়েড ক্যান্সার চিকিৎসায় কোন তেজস্ক্রিয় আইসোটোপটি সবচেয়ে কার্যকরভাবে ব্যবহার করেন?

    1. ক

      আয়োডিন-১৩১ (¹³¹I)

    2. খ

      কোবাল্ট-৬০ (⁶⁰Co)

    3. গ

      ফসফরাস-৩২ (³²P)

    4. ঘ

      কার্বন-১৪ (¹⁴C)

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    ক) আয়োডিন-১৩১ (¹³¹I)

    1. মানবদেহের থাইরয়েড গ্রন্থি রক্তের দ্রবীভূত আয়োডিনকে গ্রহণ করে হরমোন সংশ্লেষণ করে।
    2. রসায়ন পাঠ্যপুস্তকের ৩য় অধ্যায় অনুসারে, থাইরয়েড গ্রন্থির কার্যকারিতা পরীক্ষা এবং ক্যান্সার কোষ ধ্বংসে নির্দিষ্টভাবে আয়োডিন-১৩১ (¹³¹I) আইসোটোপযুক্ত দ্রবণ রোগীকে পান করানো হয়।
  2. কক্সবাজারের সমুদ্র উপকূলীয় লবণ প্রক্রিয়াকরণ কারখানা থেকে সংগৃহীত খাবার লবণ (NaCl) থেকে বিশুদ্ধ ক্লোরিন গ্যাস সংগ্রহ করা হলো। প্রকৃতিতে ক্লোরিনের দুটি স্থায়ী আইসোটোপ রয়েছে: ³⁵Cl (ভর সংখ্যা ৩৫) এবং ³⁷Cl (ভর সংখ্যা ৩৭)। সংগৃহীত ক্লোরিন নমুনার গড় আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর 35.5 হলে, নমুনায় হালকা আইসোটোপ ³⁵Cl-এর শতকরা প্রাচুর্য (percentage abundance) কত শতাংশ (%)? সূত্র: গড় আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর = [৩৫ × x + ৩৭ × (১০০ − x)] ÷ ১০০।

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    ৭৫ %

    1. ধরি, নমুনায় ³⁵Cl আইসোটোপের শতকরা প্রাচুর্য = x%। তাহলে অপর আইসোটোপ ³⁷Cl-এর শতকরা প্রাচুর্য = (১০০ − x)%।
    Abundance(35Cl)=x%,Abundance(37Cl)=(100−x)%\text{Abundance}(^{35}\text{Cl}) = x\%, \quad \text{Abundance}(^{37}\text{Cl}) = (100 - x)\%
    1. পাঠ্যবইয়ের সূত্রানুসারে: ৩৫.৫ = [৩৫ × x + ৩৭ × (১০০ − x)] ÷ ১০০।
    35.5=35x+37(100−x)10035.5 = \frac{35x + 37(100 - x)}{100}
    1. সমীকরণটি সমাধান করি: ৩৫৫০ = ৩৫x + ৩৭০০ − ৩৭x ⇒ ৩৫৫০ = ৩৭০০ − ২x ⇒ ২x = ৩৭০০ − ৩৫৫০ = ১৫০ ⇒ x = ৭৫। অর্থাৎ ³⁵Cl-এর শতকরা প্রাচুর্য ৭৫%।
    3550=3700−2x  ⟹  2x=150  ⟹  x=753550 = 3700 - 2x \implies 2x = 150 \implies x = 75
  3. উপাত্ত বিশ্লেষণ করলে দেখা যায়—

    i. PP ও QQ একই মৌলের আইসোটোপ

    ii. QQ ও RR একই মৌলের পরমাণু

    iii. QQ ও RR-এর ভর সংখ্যা সমান

    নিচের কোনটি সঠিক?

    1. ক

      i ও ii

    2. খ

      i ও iii

    3. গ

      ii ও iii

    4. ঘ

      i, ii ও iii

    উত্তর ও ব্যাখ্যা
    সঠিক উত্তর:

    খ) i ও iii

    1. নিরপেক্ষ পরমাণুতে প্রোটন ও ইলেকট্রন সংখ্যা সমান। তাই তিনটি পরমাণুর পারমাণবিক সংখ্যা যথাক্রমে ৮, ৮ ও ৯।
    2. একই প্রোটন সংখ্যা কিন্তু ভিন্ন নিউট্রন সংখ্যা থাকায় PP ও QQ আইসোটোপ। QQ ও RR-এর প্রোটন সংখ্যা ভিন্ন, তাই তারা ভিন্ন মৌলের পরমাণু।
    3. QQ ও RR উভয়ের ভর সংখ্যা ১৮। তাই i ও iii সঠিক।
    AQ=8+10=18,AR=9+9=18A_Q=8+10=18,\quad A_R=9+9=18

এই টপিক নিয়ে প্রশ্ন আছে?

মেন্টরকে বাংলায় বা ইংরেজিতে জিজ্ঞেস করো, বা খাতার ছবি দাও। সিমুলেশন চালিয়ে বুঝিয়ে দেবে।

মেন্টরকে জিজ্ঞেস করো