পরমাণুতে ইলেক্টনের অবস্থান কেনো এতটা জটিল?

পদার্থের পরমাণুকে আমরা যতটা সরল হিসেবে গণ্য করি বাস্তবে তাদের কার্যপদ্ধতি অনেক জটিল। অনেকে বিশ্বাস করে থাকে ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের চারদিকে ঘুরে কিন্তু বাস্তবে তারা অবস্থান করে। পরমাণুতে ইলেকট্রন কীভাবে অবস্থান করে সেটি আজকের আর্টিকেল এ আলোচনা করা হবে।

পরমাণুর গঠন নিয়ে অনেকগুলি মডেল পড়ানো হয়ে থাকে। যেমন রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল ও বোরের পরমাণু মডেল। কিন্তু এসব মডেল পরমাণুর গঠন সম্পর্কে পুরোপুরি সঠিক ব্যাখ্যা দিতে পারেনি। আরউইন সুরিন্জার যে মডেল দিয়েছিলেন সেটাকে কেন্দ্র করে পরমাণুতে ইলেকট্রনের কক্ষপথ সম্পর্কে ভালো ব্যাখ্যা দেওয়া যায়।

তার মডেল অনুযায়ী ইলেকট্রন, নিউট্রন এবং প্রোটনকে ওয়েভ হিসেবে বিবেচনা করতে হবে। আমরা চারদিকে যেসব বস্তু দেখি তাকে তরঙ্গ হিসেবে কল্পনা করা একটু কঠিন মনে হয়। কিন্তু তার থিওরি অনুযায়ী আপনার হাতের মোবাইলটি একটি ওয়েভ।

হাইড্রোজেন পরমাণুতে একটি ইলেকট্রন রয়েছে। এজন্য এটি S স্তরে অবস্থান করবে। S অরবিটালের আকার হচ্ছে গোলক টাইপের। কাজেই এ ইলেকট্রন S অরবিটলের মধ্যেই অবস্থান করবে।

একইভাবে হিলিয়ামের দুইটি ইলেকট্রন S অরবিটালে অবস্থান করবে। প্রতিটি অরবিটাল এ দুইটি ইলেকট্রন ধারণ করতে পারে। লিথিয়ামের পরমাণুতে তিনটি ইলেকট্রন অবস্থান করায় প্রথম দুটি 1S অরবিটালে এবং সর্বশেষ ইলেকট্রনটি 2S অরবিটালে অবস্থান করবে।

বোরনের ধরনের ইলেকট্রন সংখ্যা পাঁচটি হওয়ার কারণে তিনটি অরবিটাল এর প্রয়োজন হয়। কারণ প্রত্যেকটি অরবিটাল দুটির বেশি ইলেকট্রন ধারণ করতে পারে না। কার্বনের ইলেকট্রন সংখ্যা 6 হওয়ার কারণে সর্বশেষ দুইটি ইলেকট্রন পিএক্স এবং পিওয়াই অরবিটাল এ অবস্থান করবে।

এভাবে যত ইলেকট্রন সংখ্যা বাড়তে থাকবে নতুন অরবিটাল এর সংখ্যাও বাড়তে থাকবে। পি অরবিটাল এর তিন ধরনের আকার রয়েছে এবং এরা প্রত্যেকে দুইটি করে মোট ছয়টি ইলেকট্রন ধারণ করতে পারে।

একই পদ্ধতিতে ডি আরবিটালের পাঁচটি এবং এফ অরবিটালের সাতটি ভিন্ন আকার রয়েছে। এরা প্রত্যেকেই দুইটি করে ইলেকট্রন ধারণ করতে পারে। পরমাণুর ইলেকট্রন নিজের কক্ষপথ থেকে বের হয়ে উচ্চস্তরে যেতে পারবে এবং আবার নিচের স্তরে ফিরে আসতে পারবে। এর জন্য পর্যাপ্ত শক্তি প্রয়োগ করতে হবে।

ইলেকট্রন পরমাণুর অরবিটাল এর সকল স্থান জুড়েই অবস্থান করতে পারে। প্রোটন অনেক কম জায়গা জুড়ে অবস্থান করে বিধায় তার কোন অরবিটালের প্রয়োজন হয় না।