আমরা জানি ধাতু মানেই কঠিন পদার্থ। যদিও সব ধাতুকেই নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গরম করলে গলে তরল হয়ে যায় কিন্তু সাধারণ তাপমাত্রায় ধাতু কঠিনপদার্থ এটা বলাই যায়। এর ব্যতিক্রম শুধু হল পারদ বা মার্কারি (Mercury)। সাধারণ তাপমাত্রায় পারদ তরল। পারদ তরল পদার্থ হওয়ায় এবং সামান্য উষ্ণতা বৃদ্ধিতেই অনেকটা আয়তন বৃদ্ধি পায় তাই পারদকে থার্মোমিটারে ব্যবহার করা হয়। এখন প্রশ্ন উঠতেই পারে ধাতু হলেও পারদ তরল কেন?
ধাতু হলেও পারদ তরল কেন?
ইলেকট্রন বিন্যাস: পারদের পারমাণবিক সংখ্যা ৮০, যার ফলে এর ইলেকট্রন বিন্যাস [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²। এর ফলে প্রতিটি উপকক্ষপথে (s, p, d, f) সম্ভাব্য সর্বাধিক ইলেকট্রন থাকে – যা পারদের পরমাণুগুলিকে নিষ্ক্রিয় গ্যাসের মতোই স্থিতিশীল করে তোলে। এর ফলে বাইরের কক্ষপথ থেকে ইলেকট্রন নির্গমন সহজ হয় না। এই কারণে পরমাণুর বাইরের কক্ষপথের ইলেকট্রনগুলি পার্শ্ববর্তী পরমাণুর সঙ্গে একত্রে ব্যবহৃত হতে পারে না। তাই পরমাণুগুলোর মধ্যে আকর্ষণ বল বা ধাতব বন্ধনী (মেটালিক বন্ড) দুর্বল হয়। এই কারণে সাধারণ তাপমাত্রায় পারদ তরল থাকে।
আপেক্ষিকতা প্রভাব (Relativistic Effect): পারদের পরমাণু তুলনামূলকভাবে ভারী হওয়ায় (পারমানবিক সংখ্যা ৮০), এর ভর-কেন্দ্রের কাছে থাকে ইলেকট্রনগুলির গতিবেগ খুব বেশি হয় এবং তা আপেক্ষিকতাবাদী গতিতে (relativistic speed) অর্থাৎ আলোর কাছাকাছি গতিতে চলে। এরফলে ইলেকট্রনগুলির কার্যকর ভর বৃদ্ধি পায় এবং তাদের কক্ষপথ সংকুচিত হয়। বিশেষ করে 6s সঙ্কুচিত হওয়ায় পরমাণুকে আরও বেশি স্থিতিশীল করে ও আন্ত-পারমাণবিক বন্ধনী আরও দুর্বল হয়ে যায়। এই কারণেও সাধারণ তাপমাত্রায় পারদ তরল হয়।
পারমাণবিক কক্ষপথের সমাপতন: বেশির ভাগ ধাতুর ক্ষেত্রেই পারমাণুর কক্ষপথ একে ওপরের সঙ্গে সমাপতিত (overlap) হয় ফলে শক্তিশালী পারমাণবিক বন্ধনী তৈরি করে ফলে ধাতুর গলনাঙ্কও বৃদ্ধি পায়। পারদের সংকুচিত 6s কক্ষপথের ফলে এই সমাপতন হয় না। এই কারণে পারদের গলনাঙ্ক কম হয় (-38.83°C) ফলে সাধারণ তাপমাত্রায় পারদ তরল হয়।
উচ্চ আয়োনাইজেশন শক্তি: পারদের উচ্চ আয়োনাইজেশন শক্তি আছে, অর্থাৎ পারদ পরমাণু থেকে একটি ইলেকট্রন বের করতে অনেক বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। সাধারণ তাপমাত্রায়এই কারণেও মেটালিক বন্ড কম হয়।
উপরোক্ত কারণগুলির জন্য ধাতু হলেও পারদ তরল। প্রসঙ্গত উল্লেখ্য, মুক্ত ইলেকট্রন সহজলভ্য না থাকার জন্য ও আন্তঃপারমাণবিক বন্ধনী কম হওয়ায় পারদের তাপ ও বিদ্যুতের পরিবহন ক্ষমতাও কম হয়।
সববাংলায়-এর উদ্যোগ ভাল লাগলে আপনার সাধ্য মতো অনুদান দিয়ে সাহায্য করুন। যেকোন অর্থমূল্য দিয়ে সাহায্য করতে এখানে ক্লিক করুন।
আপনার মতামত জানান