পদার্থের অবস্থা, গঠন, পরমাণুর গঠন, ইলেকট্রন বিন্যাস, তেজস্ক্রিয়তা ও আইসোটোপ
পদার্থের অবস্থা, গঠন, পরমাণুর গঠন, ইলেকট্রন বিন্যাস, তেজস্ক্রিয়তা ও আইসোটোপ
অধ্যায় চেকপয়েন্ট ও পাঠ অগ্রগতি০/২৩ সম্পন্ন
চেকপয়েন্টে ক্লিক করে সরাসরি ঐ অংশে পড়ুন এবং প্রস্তুতি সম্পন্ন করুন
### পদার্থের অবস্থা, গঠন, পরমাণুর গঠন, ইলেকট্রন বিন্যাস, তেজস্ক্রিয়তা ও আইসোটোপ — বিসিএস পূর্ণাঙ্গ মাস্টার নোট
বিসিএস প্রিলিমিনারি পরীক্ষায় সাধারণ বিজ্ঞান অংশে (১৫ নম্বর) 'ভৌত বিজ্ঞান' থেকে ৫ নম্বরের প্রশ্ন আসে। পদার্থের তিনটি ও চতুর্থ অবস্থা (প্লাজমা), ঊর্ধ্বপাতন, পরমাণুর স্থায়ী মূল কণিকা (ইলেকট্রন, প্রোটন, নিউট্রন), আইসোটোপ, আইসোবার, আইসোটোন, তেজস্ক্রিয় রশ্মির বৈশিষ্ট্য (আলফা, বিটা, গামা) এবং চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় আইসোটোপের ব্যবহার থেকে প্রতি বছর একাধিক প্রশ্ন আসে। নিম্নে এই অধ্যায়ের প্রতিটি মৌলিক বিষয় অত্যন্ত নিখুঁত ও প্রামাণ্যভাবে উপস্থাপন করা হলো।
### ১. পদার্থের অবস্থা ও রূপান্তর (States of Matter)
পদার্থের ৪র্থ অবস্থা, যেখানে অতি উচ্চ তাপমাত্রায় গ্যাসীয় অণুগুলো ধনাত্মক আয়ন ও মুক্ত ইলেকট্রনে বিশ্লিষ্ট হয়ে থাকে।
কঠিন পদার্থকে উত্তপ্ত করলে তরল না হয়ে সরাসরি বাষ্পে এবং ঠান্ডা করলে সরাসরি কঠিনে পরিণত হওয়ার ভৌত প্রক্রিয়া।
কঠিন কার্বন ডাই-অক্সাইড ($CO_2$), যা স্বাভাবিক চাপে তরল না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় এবং হিমায়ক হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
পরমাণুর নিউক্লিয়াসের বাইরে ঘূর্ণায়মান ঋণাত্মক আধানযুক্ত অতি ক্ষুদ্র মূল কণিকা (ভর $9.11 \times 10^{-28}$ গ্রাম)।
পরমাণুর নিউক্লিয়াসে অবস্থিত ধনাত্মক আধানযুক্ত মূল কণিকা, যার সংখ্যা দ্বারা মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা নির্ধারিত হয়।
পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সাথে অবস্থিত চার্জহীন বা আধানমুক্ত মূল কণিকা (সাধারণ হাইড্রোজেনে এটি থাকে না)।
একই মৌলের বিভিন্ন পরমাণু যাদের প্রোটন সংখ্যা সমান কিন্তু নিউট্রন সংখ্যা ভিন্ন হওয়ায় ভর সংখ্যা ভিন্ন হয়।
ভিন্ন ভিন্ন মৌলের পরমাণু যাদের ভর সংখ্যা একই কিন্তু পারমাণবিক সংখ্যা বা প্রোটন সংখ্যা ভিন্ন।
ভিন্ন ভিন্ন মৌলের পরমাণু যাদের নিউট্রন সংখ্যা সমান কিন্তু প্রোটন ও ভর সংখ্যা ভিন্ন।
ভারী পরমাণুর নিউক্লিয়াস থেকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে অদৃশ্য আলফা, বিটা ও গামা রশ্মি বিকিরণ করে নতুন মৌলে রূপান্তরিত হওয়ার ধর্ম।
দুটি প্রোটন ও দুটি নিউট্রনবিশিষ্ট দ্বি-ধনাত্মক আধানযুক্ত হিলিয়াম নিউক্লিয়াস ($^4_2He^{2+}$)।
তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াসের নিউট্রন ভেঙে প্রোটনে রূপান্তরের সময় নির্গত তীব্র গতিসম্পন্ন ঋণাত্মক ইলেকট্রন স্রোত।
তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সময় নির্গত অতি ক্ষুদ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ভরহীন ও চার্জহীন উচ্চ ভেদনক্ষমতাসম্পন্ন তড়িচ্চৌম্বকীয় বিকিরণ।
যে নির্দিষ্ট সময়কালে কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের মোট পরমাণুর ঠিক অর্ধেক পরিমাণ স্বতঃস্ফূর্তভাবে তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ে ভেঙে যায়।
তেজস্ক্রিয়তার আন্তর্জাতিক (SI) একক; প্রতি সেকেন্ডে একটি পারমাণবিক বিঘটন বা ভাঙনকে ১ বেকেরেল বলে।
তেজস্ক্রিয়তার ঐতিহাসিক একক; ১ ক্যুরি = $3.7 \times 10^{10}$ ভাঙন/সেকেন্ড বা বেকেরেল।
তেজস্ক্রিয় কার্বন-১৪ এর ক্ষয়ের হার হিসাব করে প্রাচীন কাষ্ঠল জীবাশ্ম বা প্রত্নতাত্ত্বিক নিদর্শনের বয়স নির্ণয়ের পদ্ধতি।
হাইড্রোজেনের আইসোটোপ ডিউটেরিয়াম ($^2H$) দ্বারা গঠিত পানি ($D_2O$), যা নিউক্লিয়ার চুল্লিতে নিউট্রন মডারেটর হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
ভারী পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে ধীরগতির নিউট্রন দ্বারা আঘাত করে প্রায় সমান ভরের দুটি হালকা নিউক্লিয়াসে ভেঙে বিপুল শক্তি উৎপাদনের প্রক্রিয়া।
অতি উচ্চ তাপমাত্রায় দুটি অতি হালকা নিউক্লিয়াস (যেমন হাইড্রোজেন) একত্রিত হয়ে একটি ভারী নিউক্লিয়াস গঠনের মাধ্যমে বিপুল শক্তি উৎপাদন (সূর্যের শক্তি)।
বায়ুমণ্ডলে বা পদার্থে উচ্চতা বা গভীরতার সাথে তাপমাত্রার নিয়মিত পরিবর্তনের হার।
বাতাসের অক্সিজেন ও জলীয় বাষ্পের উপস্থিতিতে লোহার ওপর গঠিত আর্দ্র ফেরিক অক্সাইডের ($Fe_2O_3 \cdot nH_2O$) লালচে বাদামি প্রলেপ।
যেকোনো পরমাণুর নিউক্লিয়াসে উপস্থিত মোট ধনাত্মক প্রোটন সংখ্যা।
পরমাণুর নিউক্লিয়াসে উপস্থিত মোট প্রোটন ও নিউট্রন সংখ্যার সামগ্রিক যোগফল।
হাইড্রোজেন পরমাণুর সর্বনিম্ন শক্তিস্তরে নিউক্লিয়াস থেকে ইলেকট্রনের গড় দূরত্ব ($0.529 \text{ Å}$)।
অনুশীলনীর প্রশ্নগুলো সবার জন্য খোলা — পূর্ণাঙ্গ উত্তর দেখতে সাবস্ক্রিপশন নিন
সাবস্ক্রিপশন নিনফ্রিতে উত্তর দেখতে চান?
১টি সংক্ষিপ্ত ভিডিও বিজ্ঞাপন দেখলেই এই অধ্যায়ের সমস্ত উত্তর আগামী ২৪ ঘণ্টার জন্য ফ্রি আনলক হবে!
প্রশ্ন ১পদার্থের প্লাজমা অবস্থা এবং ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থসমূহের ভৌত বৈশিষ্ট্য উদাহরণসহ বিস্তারিত আলোচনা করুন।
উত্তর দেখতে সাবস্ক্রিপশন লাগবে।
প্রশ্ন ২পরমাণুর তিনটি স্থায়ী মূল কণিকার (ইলেকট্রন, প্রোটন ও নিউট্রন) তুলনামূলক বৈশিষ্ট্য এবং রাদারফোর্ডের সৌর মডেলের সীমাবদ্ধতা ব্যাখ্যা করুন।
উত্তর দেখতে সাবস্ক্রিপশন লাগবে।
প্রশ্ন ৩আইসোটোপ, আইসোবার এবং আইসোটোনের মধ্যকার পার্থক্য উদাহরণসহ বিশ্লেষণ করুন।
উত্তর দেখতে সাবস্ক্রিপশন লাগবে।
প্রশ্ন ৪তেজস্ক্রিয় আলফা, বিটা ও গামা রশ্মির ভৌত বৈশিষ্ট্যসমূহের তুলনা এবং আধুনিক চিকিৎসাবিজ্ঞানে তেজস্ক্রিয় আইসোটোপের ভূমিকা মূল্যায়ন করুন।
উত্তর দেখতে সাবস্ক্রিপশন লাগবে।
উদ্দীপক আর প্রশ্ন সবার জন্য খোলা — পূর্ণ উত্তর দেখতে সাবস্ক্রিপশন নিন
সাবস্ক্রিপশন নিনফ্রিতে সৃজনশীলের উত্তর পড়তে চান?
১টি সংক্ষিপ্ত ভিডিও বিজ্ঞাপন দেখলেই এই অধ্যায়ের সমস্ত সৃজনশীল সমাধান আগামী ২৪ ঘণ্টার জন্য ফ্রি আনলক হবে!
উদ্দীপক
রসায়ন গবেষণাগারে শিক্ষক একটি চীনামাটির বাটিতে কিছু নিশাদল (অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড) নিয়ে একটি উল্টানো ফানেল দিয়ে ঢেকে তাপ দিলেন। শিক্ষার্থীরা দেখল বাটির কঠিন পদার্থটি গলে কোনো তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি সাদা ধোঁয়ায় পরিণত হলো এবং ফানেলের ভেতরের গায়ে পুনরায় কঠিন গুঁড়া হিসেবে জমা হলো। এরপর শিক্ষক একটি টেস্টটিউবে জলীয় দ্রবণে বরফের টুকরো ফেলে দেখালেন কীভাবে সাধারণ পদার্থ তরল হয়ে গ্যাসে রূপ নেয়।
ঊর্ধ্বপাতন (Sublimation) কী?জ্ঞানমূলক — ১
শুষ্ক বরফকে (Dry Ice) কেন সাধারণ বরফের চেয়ে হিমায়ক হিসেবে বেশি সুবিধাজনক বিবেচনা করা হয়? ব্যাখ্যা করুন।অনুধাবনমূলক — ২
উদ্দীপকে নিশাদলের ক্ষেত্রে সংঘটিত ভৌত রূপান্তরের কারণ বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিকোণ থেকে ব্যাখ্যা করুন।প্রয়োগমূলক — ৩
মোমবাতির প্রজ্বলন এবং উদ্দীপকের নিশাদলের তাপীয় রূপান্তরের মধ্যকার মৌলিক পার্থক্যের তুলনামূলক মূল্যায়ন করুন।উচ্চতর দক্ষতা — ৪
উদ্দীপক
ক্যান্সার গবেষণা ইনস্টিটিউটের অনকোলজি বিভাগে একজন রোগীকে রেডিওথেরাপির জন্য আনা হয়। চিকিৎসকরা একটি বিশেষ তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ যন্ত্র থেকে নির্গত শক্তিশালী অদৃশ্য রশ্মি রোগীর মস্তিষ্কের টিউমার কোষে প্রবেশ করান। অন্য একটি ডায়াগনস্টিক কক্ষে থাইরয়েড গ্রন্থির কার্যক্ষমতা মূল্যায়নের জন্য আরেকজন রোগীকে তরল ঔষধের সাথে একটি নির্দিষ্ট আইসোটোপ পান করানো হয়।
তেজস্ক্রিয়তার এসআই (SI) এককের নাম কী?জ্ঞানমূলক — ১
গামা রশ্মির ভেদন ক্ষমতা আলফা কণার চেয়ে কেন বহুগুণ বেশি? ব্যাখ্যা করুন।অনুধাবনমূলক — ২
উদ্দীপকের ক্যান্সার রোগীর রেডিওথেরাপিতে কোন আইসোটোপ ও রশ্মি ব্যবহৃত হয়েছে? এর কার্যপদ্ধতি ব্যাখ্যা করুন।প্রয়োগমূলক — ৩
দ্বিতীয় রোগীর ক্ষেত্রে থাইরয়েড রোগ নির্ণয় ও চিকিৎসায় আয়োডিন-১৩১ ($^{131}I$)-এর ব্যবহারের কার্যকারিতা বিশ্লেষণ করুন।উচ্চতর দক্ষতা — ৪
উদ্দীপক
একটি প্রত্নতাত্ত্বিক খননকাজে সিন্ধু সভ্যতার প্রাচীন একটি কাঠের তৈজসপত্র উদ্ধার করা হয়। প্রত্নতাত্ত্বিকরা এর বয়স নির্ধারণের জন্য রেডিওকার্বন ডেটিং ল্যাবরেটরিতে পাঠান। সেখানে বিজ্ঞানীরা কাষ্ঠল নমুনার কার্বন-১২ ও কার্বন-১৪ অনুপাত পরিমাপ করে জানান যে, বস্তুটির অর্ধায়ু হিসাব করে দেখা গেছে এটি প্রায় ৪,৫০০ বছর প্রাচীন।
অর্ধায়ু (Half-life) কাকে বলে?জ্ঞানমূলক — ১
কার্বন-১২ এবং কার্বন-১৪ এর মধ্যে মৌলিক সম্পর্কটি কী? ব্যাখ্যা করুন।অনুধাবনমূলক — ২
উদ্দীপকে কার্বন ডেটিং পদ্ধতিতে প্রাচীন কাঠের বয়স কীভাবে নির্ণয় করা হয়েছে? বৈজ্ঞানিক প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করুন।প্রয়োগমূলক — ৩
মানব সভ্যতার ইতিহাস পুনর্নির্মাণে তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ও কার্বন ডেটিংয়ের ভূমিকা মূল্যায়ন করুন।উচ্চতর দক্ষতা — ৪
উদ্দীপক
রসায়ন শিক্ষক বোর্ডে তিনটি পরমাণুর গঠন সংকেত লিখলেন: A ($^{40}_{18}X$), B ($^{40}_{20}Y$) এবং C ($^{39}_{19}Z$)। তিনি শিক্ষার্থীদের প্রশ্ন করলেন—এদের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক কী এবং এদের পারমাণবিক গঠন সৌরজগতের সাথে কীভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ? এরপর তিনি পরমাণুর কেন্দ্রে ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াসের অস্তিত্ব ব্যাখ্যা করলেন।
পরমাণুর পারমাণবিক সংখ্যা (Z) কাকে বলে?জ্ঞানমূলক — ১
রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেলকে কেন 'সৌর মডেল' বলা হয়? ব্যাখ্যা করুন।অনুধাবনমূলক — ২
উদ্দীপকের A ($^{40}_{18}X$) এবং B ($^{40}_{20}Y$) পরমাণুদ্বয়ের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক কী? যুক্তিসহ ব্যাখ্যা করুন।প্রয়োগমূলক — ৩
উদ্দীপকের C ($^{39}_{19}Z$) এবং A ($^{40}_{18}X$) পরমাণুর নিউট্রন সংখ্যা হিসাব করে এদের সম্পর্ক মূল্যায়ন করুন।উচ্চতর দক্ষতা — ৪
এই অধ্যায় পড়া কি শেষ হয়েছে?
পড়া শেষ হলে চিহ্নিত করুন যাতে আপনার সার্বিক অগ্রগতি ট্র্যাক করা যায়।