ঘূর্ণন বা স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যার সজ্ঞা ও ব্যাখ্যা
ঘূর্ণন বা স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (Spin Quantum Number):
বিজ্ঞানী উইলেনবেক এবং গৌডস্মিট প্রকাশ করেন যে, প্রতিটি ইলেকট্রন সর্বদা নিজ অক্ষের চারদিকে ঘড়ির কাটার দিকে বা তার বিপরীত দিকে লাটিমের মত অনবরত ঘুরতে ঘুরতে নিউক্লিয়াসে পরিভ্রমণ করে। ইলেকট্রনের স্বীয় অক্ষের চারদিক ঘূর্ণনের দিক প্রকাশকারী কোয়ান্টাম সংখ্যাকে স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা বলে। একে সাধারণত s দ্বারা প্রকাশ করা হয়। s এর মান +১/২ এবং -১/২ (অর্থাৎ, +১/২ এবং –১/২)।
এই দু’রকম ঘূর্ণনের জন্য এর দুটি মান যেমন +১/২ এবং -১/২ হতে পারে। s এর মানের উপরও ইলেকট্রনের শক্তি কিছু পরিমাণ নির্ভরশীল। সাধারণ নিয়ম হলো প্রতিটি অরবিটালে বিপরীত স্পিনের (↑↓) দুইটি ইলেকট্রন আবর্তনশীল অবস্থায় থাকতে পারে। কারণ এই অবস্থায় তারা পরস্পরের চৌম্বক আকর্ষণে থাকে এবং এই একই কারণে তাদের এই যুগল অবস্থা অত্যন্ত স্থিতিশীল।
বিশেষত্ব ও তাৎপর্য:
- পরমাণুর ইলেকট্রন তার নিজ নিজ অক্ষের সাপেক্ষে কোন দিকে ঘূর্ণায়মান সে সম্পর্কে স্পষ্ট ধারণা পাওয়া যায়।
- একটি পরমাণুর একই অরবিটালে একই সাথে দুটি ইলেকট্রন কিভাবে পাশাপাশি জোড়াবদ্ধ হয়ে অবস্থান করে সে সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায়।
- ইলেকট্রন পরমাণুতে ঘূর্ণনের কারণে নিজস্ব চুম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি করে—এই বৈজ্ঞানিক ধারণাটি স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা হতে পাওয়া যায়।
- এর মাধ্যমে একটি পরমাণুর সামগ্রিক চৌম্বক ধর্ম (যেমন: ডায়াম্যাগনেটিক বা প্যারাম্যাগনেটিক) নিখুঁতভাবে ব্যাখ্যা করা যায়।
নোট: ঘূর্ণনের কারণে ইলেকট্রনগুলো পরমাণুর অভ্যন্তরে একেকটি ক্ষুদ্র চুম্বক শলাকা বা দণ্ড চুম্বকের ন্যায় আচরণ করে।
চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান হিসাব করে মোট অরবিটার এবং ইলেকট্রন সংখ্যা নির্ণয়:-
| প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n) | সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (l) | ম্যাগনেটিক কোয়ান্টাম সংখ্যা (m) | অরবিটাল সংখ্যা | স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (s) | ইলেকট্রন সংখ্যা | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| মান | উপস্তর | মান | ||||
| 1 বা K শেল | 0 | 1s | 0 | 1 | 1 (+12, –12) | 2 |
| 2 বা L শেল | 0 | 2s | 0 | 1 | 1 (+12, –12) | 8 |
| 1 | 2p | +1, 0, -1 | 3 | 3 (+12, –12) | ||
| 3 বা M শেল | 0 | 3s | 0 | 1 | 1 (+12, –12) | 18 |
| 1 | 3p | +1, 0, -1 | 3 | 3 (+12, –12) | ||
| 2 | 3d | +2, +1, 0, -1, -2 | 5 | 5 (+12, –12) | ||
| 4 বা N শেল | 0 | 4s | 0 | 1 | 1 (+12, –12) | 32 |
| 1 | 4p | +1, 0, -1 | 3 | 3 (+12, –12) | ||
| 2 | 4d | +2, +1, 0, -1, -2 | 5 | 5 (+12, –12) | ||
| 3 | 4f | +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 | 7 | 7 (+12, –12) | ||
চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান হিসাব করে মোট অরবিটার এবং ইলেকট্রন সংখ্যা নির্ণয়:-
| প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n) | সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (l) | ম্যাগনেটিক কোয়ান্টাম সংখ্যা (m) | অরবিটাল সংখ্যা (2l + 1) |
ইলেকট্রন সংখ্যা 2(2l + 1) |
|---|---|---|---|---|
| মান | মান | |||
| 1 বা K শেল | 0 | 0 | 1 | 2 |
| 2 বা L শেল | 0 | 0 | 1 | 2 |
| 1 | +1, 0, -1 | 3 | 6 | |
| 3 বা M শেল | 0 | 0 | 1 | 2 |
| 1 | +1, 0, -1 | 3 | 6 | |
| 2 | +2, +1, 0, -1, -2 | 5 | 10 | |
| 4 বা N শেল | 0 | 0 | 1 | 2 |
| 1 | +1, 0, -1 | 3 | 6 | |
| 2 | +2, +1, 0, -1, -2 | 5 | 10 | |
| 3 | +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 | 7 | 14 |
