শক্তিস্তরে ইলেকট্রন বিন্যাস

পরমাণুর বিভিন্ন শক্তিস্তরে ইলেকট্রন কীভাবে বণ্টিত থাকে, তাকে ইলেকট্রন বিন্যাস বলে। বোরের মডেলে নিউক্লিয়াসের চারদিকে অনুমোদিত কক্ষপথগুলো হলো প্রধান শক্তিস্তর বা শেল। নিউক্লিয়াস থেকে বাইরের দিকে এগুলোর নাম K, L, M, N ইত্যাদি।

শক্তিস্তরের ক্রম বোঝাতে প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা $n$ ব্যবহার করা হয়। K, L, M ও N-এর জন্য যথাক্রমে $n=1,2,3,4$। এখানে $n$ একটি এককবিহীন সংখ্যা; এর কোনো SI একক নেই। এই স্তরগুলোর মধ্যে K সবচেয়ে ভেতরে ও সর্বনিম্ন শক্তির। প্রধান শক্তিস্তরের ক্রম বাড়লে উচ্চ শক্তিস্তর বোঝায়। N-এর পরেও আরও শক্তিস্তর আছে।

নিরপেক্ষ পরমাণুর ইলেকট্রন সংখ্যা তার পারমাণবিক সংখ্যার সমান। বিন্যাস করার সময় প্রথমে মোট ইলেকট্রন নির্ণয় করতে হবে, তারপর কম শক্তির উপলব্ধ অবস্থান থেকে ইলেকট্রন বসাতে হবে। শেষে সব স্তরের ইলেকট্রন যোগ করে মোট সংখ্যার সঙ্গে মিলিয়ে নিতে হবে।

একটি প্রধান শক্তিস্তরের সর্বোচ্চ ধারণক্ষমতা $2n^2$। এখানে $n$ শক্তিস্তরের ক্রম এবং ফলটি ইলেকট্রনের সংখ্যা; উভয়ই এককবিহীন। K-তে সর্বোচ্চ ২টি এবং L-তে সর্বোচ্চ ৮টি ইলেকট্রন থাকে। সোডিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা ১১ বলে এর বিন্যাস ২, ৮, ১। রান্নার লবণে সোডিয়াম থাকে, তবে এই বিন্যাসটি নিরপেক্ষ সোডিয়াম পরমাণুর।

এবার পারমাণবিক সংখ্যা ১৬ বিশিষ্ট সালফারের বিন্যাস ধাপে ধাপে করি:

• নিরপেক্ষ পরমাণুতে মোট ইলেকট্রন ১৬টি।
• K-তে ২টি বসালে অবশিষ্ট $16-2=14$টি।
• L-তে ৮টি বসালে অবশিষ্ট $14-8=6$টি।
• এই ৬টি M-তে বসবে। বিন্যাস ২, ৮, ৬।
• যাচাই: $2+8+6=16$। এখানে সব সংখ্যা ইলেকট্রনের গণনা, কোনো SI একক নেই।

সাধারণ ভুল হলো একটি প্রধান শক্তিস্তর সম্পূর্ণ পূর্ণ না হলে পরেরটিতে ইলেকট্রন যেতে পারে না ভাবা। পটাশিয়ামের বিন্যাস ২, ৮, ৮, ১ এবং ক্যালসিয়ামের ২, ৮, ৮, ২। উপশক্তিস্তরের শক্তিক্রমের কারণে M পূর্ণ হওয়ার আগেই N-এ ইলেকট্রন যায়।

বিন্যাস লেখার সঙ্গে শক্তিস্তর পরিবর্তনের পার্থক্যও মনে রাখবে। ইলেকট্রন নিম্ন থেকে উচ্চ শক্তিস্তরে যেতে শক্তি শোষণ করে; ফিরে আসার সময় শক্তি বিকিরণ করে। একই স্থির কক্ষপথে থাকলে এমন শক্তি বিনিময় ঘটে না।

মনে রাখো: ইলেকট্রন বিন্যাসে মোট ইলেকট্রন সংখ্যা ও শক্তির ক্রম—দুটিই মিলতে হবে।