পলির বর্জন নীতি এবং ব্যাখ্যা
পলির বর্জন নীতি (Pauli’s Exclusion Principle):
১৯২৫ সালে বিজ্ঞানী ডব্লিউ পলি পরমাণুতে বিভিন্ন শক্তিস্তরে ইলেকট্রনের অবস্থান সম্পর্কে একটি নীতি প্রদান করেন, এটি পলির বর্জন নীতি নামে অভিহিত।
“একটি পরমাণুতে দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান কখনও একইরূপ হতে পারে না। অর্থাৎ একটি পরমাণুতে অবস্থানরত দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মধ্যে সর্বোচ্চ ৩ টির মান একই হলেও ৪র্থ টির মান অবশ্যই ভিন্ন হবে।”
যেমন, হিলিয়াম (He) পরমাণুতে 1s অর্বিটালে ২টি ইলেকট্রন থাকে। এই দুটি ইলেকট্রনের ৪টি কোয়ান্টাম সংখ্যার মধ্যে প্রথম ৩টির মান অনুরূপ হলেও চতুর্থ কোয়ান্টাম সংখ্যা অর্থাৎ স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যার মান ভিন্ন হয়। যেমন-
can উপরের দুটি ইলেকট্রনে চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মানের সেট থেকে দেখা যাচ্ছে যে, প্রথম তিনটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান অভিন্ন হলেও চতুর্থটি ভিন্ন। কারণ একই অর্বিটালে দুই ইলেকট্রনকে থাকতে হলে তাদের পরস্পর বিপরীত স্পিনে আবর্তনশীল থেকে দুই বিপরীত মেরুর চুম্বকের মতো পারস্পরিক আকর্ষণের আওতায় থাকতে হবে। এ কারণে He পরমাণুতে তিনটি কোয়ান্টাম সংখ্যা n, l ও m এর মান এক হলেও তার চতুর্থ কোয়ান্টাম সংখ্যা অর্থাৎ স্পিন (s) কোয়ান্টাম সংখ্যার মান ভিন্ন হয়। যা পলির বর্জন নীতিকে প্রমাণ করে।
বিভিন্ন ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম সংখ্যার সেট নির্ণয়:
অক্সিজেন (8O) পরমাণুর বক্স পদ্ধতিতে অরবিটাল বিন্যাস এবং প্রতিটি নির্দিষ্ট ইলেকট্রনের জন্য কোয়ান্টাম সংখ্যার নিখুঁত চার্ট নিচে দেওয়া হলো:
| ইলেকট্রন | অরবিটাল | n | l | m | s |
|---|---|---|---|---|---|
| ১ম ইলেকট্রনের জন্য | 1s | 1 | 0 | 0 | + ½ |
| ২য় ইলেকট্রনের জন্য | 1s | 1 | 0 | 0 | – ½ |
| ৩য় ইলেকট্রনের জন্য | 2s | 2 | 0 | 0 | + ½ |
| ৪র্থ ইলেকট্রনের জন্য | 2s | 2 | 0 | 0 | – ½ |
| ৫ম ইলেকট্রনের জন্য | 2px | 2 | 1 | -1 | + ½ |
| ৬ষ্ঠ ইলেকট্রনের জন্য | 2py | 2 | 1 | 0 | + ½ |
| ৭ম ইলেকট্রনের জন্য | 2pz | 2 | 1 | +1 | + ½ |
| ৮ম ইলেকট্রনের জন্য | 2px | 2 | 1 | -1 | – ½ |
পলির বর্জন নীতি (Pauli’s Exclusion Principle) — প্রশ্নোত্তর
প্রশ্ন: পলির বর্জন নীতিটি লেখো slums
উত্তর: একটি নির্দিষ্ট পরমাণুতে যে কোনো দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার (n, l, m, s) মান কখনোই একই হতে পারে না; সর্বোচ্চ ৩টি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান এক হলেও ৪র্থটির মান অবশ্যই ভিন্ন হবে।
প্রশ্ন ১: হিলিয়ামের (2He) ক্ষেত্রে পলির বর্জন নীতিটি ব্যাখ্যা করো।
• ২য় ইলেকট্রনের জন্য: n = 1, l = 0, m = 0, s = – 12
প্রশ্ন ২: “একটি অরবিটালে দুটির বেশি ইলেকট্রন থাকতে পারে না” — পলির নীতির আলোকে ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: পলির নীতি অনুসারে, একই পরমাণুর দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার সেট কখনো এক হতে পারে না। একটি নির্দিষ্ট অরবিটালের জন্য প্রথম তিনটি কোয়ান্টাম সংখ্যা (n, l, m) নির্দিষ্ট বা স্থির থাকে। কেবল চতুর্থ কোয়ান্টাম সংখ্যা বা স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা (s) এর দুটি ভিন্ন মান (+ 12 এবং – 12) সম্ভব। তাই তৃতীয় কোনো ইলেকট্রন যদি সেই অরবিটালে প্রবেশ করতে চায়, তবে তার স্পিন মান পূর্বের দুটির যেকোনো একটির সাথে হুবহু মিলে যাবে, যা পলির নীতিকে অমান্য করে। সুতরাং, একটি অরবিটালে সর্বোচ্চ দুটি ইলেকট্রনই বিপরীত স্পিনে থাকতে পারে।
প্রশ্ন ৩: পলির বর্জন নীতিকে কেন ‘বর্জন’ নীতি বলা হয়?
উত্তর: পলির নীতি অনুসারে, একটি নির্দিষ্ট অরবিটালে দুটি ইলেকট্রনের প্রথম তিনটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান এক হলেও তাদের স্পিন বা ঘূর্ণন অবশ্যই বিপরীত হতে হবে। এর অর্থ হলো, যদি কোনো অরবিটালে অলরেডি দুটি ইলেকট্রন বিপরীত স্পিনে পূর্ণ থাকে, তবে ওই একই কোয়ান্টাম সংখ্যার সেটে তৃতীয় কোনো ইলেকট্রন প্রবেশ করতে পারবে না। অর্থাৎ, নতুন কোনো ইলেকট্রনের জন্য ওই অরবিটালের দরজা বন্ধ বা ‘বর্জিত’ হয়ে যায়। এই নির্দিষ্ট কোয়ান্টাম অবস্থা থেকে অন্য ইলেকট্রনকে বাদ বা বর্জন করার নিয়মের কারণেই একে ‘বর্জন নীতি’ বলা হয়।
প্রশ্ন ৪: অক্সিজেনের ৮ম ইলেকট্রনটির কোয়ান্টাম সংখ্যার সেটটি পলির নীতির আলোকে ব্যাখ্যা করো।
• ৮ম ইলেকট্রনের জন্য সেট: n = 2, l = 1, m = -1, s = – 12
