আইসোটোপ (Isotope), আইসোটোন (Isotone) এবং আইসোবার (Isobar)
ভূমিকা
পরমাণু (Atom—পরমাণু) সম্পর্কে পড়ার সময় Isotope (আইসোটোপ—সমস্থানিক), Isotone (আইসোটোন—সমনিউট্রনবিশিষ্ট পরমাণু) এবং Isobar (আইসোবার—সমভরসংখ্যাবিশিষ্ট পরমাণু)—এই তিনটি শব্দ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তিনটি শব্দের শুরুতেই Iso (আইসো—সমান) থাকায় অনেক সময় পরীক্ষার্থীরা এগুলিকে গুলিয়ে ফেলেন।
কিন্তু তিনটির মধ্যে মূল পার্থক্য খুব সহজ—
-
Isotope (আইসোটোপ) → একই Atomic Number (পারমাণবিক সংখ্যা)
-
Isotone (আইসোটোন) → একই Neutron Number (নিউট্রন সংখ্যা)
-
Isobar (আইসোবার) → একই Mass Number (ভরসংখ্যা)
UPSC, WBCS ও CGL পরীক্ষায় এই তিনটি ধারণা থেকে সরাসরি সংজ্ঞা, উদাহরণ, পার্থক্য এবং সংখ্যাভিত্তিক প্রশ্ন আসতে পারে।
পরমাণুর মৌলিক ধারণা
একটি Atom (পরমাণু) প্রধানত তিন ধরনের Subatomic Particle (উপ-পারমাণবিক কণা) নিয়ে গঠিত—
-
Proton (প্রোটন—ধনাত্মক আধানযুক্ত কণা)
-
Neutron (নিউট্রন—আধানহীন কণা)
-
Electron (ইলেকট্রন—ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা)
প্রোটন ও নিউট্রন মূলত Nucleus (নিউক্লিয়াস—পরমাণুর কেন্দ্রক)-এ অবস্থান করে। ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের চারদিকে অবস্থান করে।
Atomic Number (পারমাণবিক সংখ্যা)
কোনো পরমাণুর নিউক্লিয়াসে থাকা Proton (প্রোটন)-এর সংখ্যাকে Atomic Number (পারমাণবিক সংখ্যা) বলে।
এটি সাধারণত Z দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
Atomic Number (Z) = Number of Protons (প্রোটন সংখ্যা)
উদাহরণ:
Carbon (কার্বন)-এর ৬টি প্রোটন রয়েছে।
তাই,
Carbon-এর Atomic Number = 6
Mass Number (ভরসংখ্যা)
কোনো পরমাণুর নিউক্লিয়াসে থাকা Proton (প্রোটন) ও Neutron (নিউট্রন)-এর মোট সংখ্যাকে Mass Number (ভরসংখ্যা) বলে।
এটি সাধারণত A দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
Mass Number (A) = Proton + Neutron
অতএব,
Neutron Number = Mass Number − Atomic Number
উদাহরণ:
¹⁴C-এর ক্ষেত্রে—
-
Proton = 6
-
Neutron = 14 − 6 = 8
-
Mass Number = 14
১. আইসোটোপ (Isotope—সমস্থানিক)
সংজ্ঞা
যেসব পরমাণুর Atomic Number (পারমাণবিক সংখ্যা) একই কিন্তু Mass Number (ভরসংখ্যা) ভিন্ন, তাদের Isotope (আইসোটোপ—সমস্থানিক) বলা হয়।
অর্থাৎ, Isotope-এর ক্ষেত্রে—
Proton Number (প্রোটন সংখ্যা) = একই
কিন্তু
Neutron Number (নিউট্রন সংখ্যা) = ভিন্ন
ফলে তাদের Mass Number-ও ভিন্ন হয়।
সহজ সূত্র
Isotope = Same Atomic Number + Different Mass Number
অথবা,
Isotope = Same Proton + Different Neutron
আইসোটোপের উদাহরণ
Hydrogen (হাইড্রোজেন)-এর আইসোটোপ
Hydrogen (হাইড্রোজেন)-এর তিনটি প্রধান Isotope (সমস্থানিক) হলো—
-
Protium (প্রোটিয়াম) — ¹H
-
Deuterium (ডিউটেরিয়াম) — ²H বা D
-
Tritium (ট্রিটিয়াম) — ³H বা T
তিনটির Atomic Number একই।
| Isotope | Proton | Neutron | Mass Number |
|---|---|---|---|
| ¹H | 1 | 0 | 1 |
| ²H | 1 | 1 | 2 |
| ³H | 1 | 2 | 3 |
অতএব, এরা একই মৌলের Isotope (সমস্থানিক)।
Carbon (কার্বন)-এর আইসোটোপ
Carbon (কার্বন)-এর গুরুত্বপূর্ণ Isotope হলো—
-
¹²C — Carbon-12 (কার্বন-১২)
-
¹³C — Carbon-13 (কার্বন-১৩)
-
¹⁴C — Carbon-14 (কার্বন-১৪)
তিনটির ক্ষেত্রেই—
Atomic Number = 6
কিন্তু নিউট্রন সংখ্যা যথাক্রমে—
-
¹²C → 6 নিউট্রন
-
¹³C → 7 নিউট্রন
-
¹⁴C → 8 নিউট্রন
তাই এগুলি Isotope।
Carbon-14-এর বিশেষ গুরুত্ব
Carbon-14 (কার্বন-১৪) একটি Radioactive Isotope (তেজস্ক্রিয় সমস্থানিক)।
এটি প্রাচীন জৈব পদার্থের বয়স নির্ণয়ে Radiocarbon Dating (রেডিওকার্বন বয়স নির্ণয়) পদ্ধতিতে ব্যবহৃত হয়।
আইসোটোপের প্রকারভেদ
Isotope-কে প্রধানত দুটি ভাগে আলোচনা করা যায়।
ক. Stable Isotope (স্থিতিশীল সমস্থানিক)
যেসব Isotope (সমস্থানিক) স্বাভাবিকভাবে Radioactive Decay (তেজস্ক্রিয় ক্ষয়) করে না, তাদের Stable Isotope (স্থিতিশীল সমস্থানিক) বলা হয়।
উদাহরণ:
-
¹²C
-
¹³C
-
¹H
-
²H
খ. Radioactive Isotope (তেজস্ক্রিয় সমস্থানিক)
যেসব Isotope অস্থিতিশীল এবং Radioactive Decay (তেজস্ক্রিয় ক্ষয়)-এর মাধ্যমে বিকিরণ নির্গত করে, তাদের Radioactive Isotope (তেজস্ক্রিয় সমস্থানিক) বলা হয়।
উদাহরণ:
-
¹⁴C
-
³H
-
²³⁵U
-
²³⁸U
আইসোটোপের বৈশিষ্ট্য
Isotope-এর ক্ষেত্রে—
-
Atomic Number একই।
-
Proton Number একই।
-
Neutron Number ভিন্ন।
-
Mass Number ভিন্ন।
-
একই মৌলের Isotope হওয়ায় তাদের Chemical Properties (রাসায়নিক ধর্ম) সাধারণত খুব কাছাকাছি।
-
নিউট্রন সংখ্যার পার্থক্যের কারণে তাদের Physical Properties (ভৌত ধর্ম)-এ পার্থক্য দেখা যেতে পারে।
-
কিছু Isotope Stable (স্থিতিশীল), আবার কিছু Radioactive (তেজস্ক্রিয়)।
২. আইসোটোন (Isotone—সমনিউট্রনবিশিষ্ট পরমাণু)
সংজ্ঞা
যেসব পরমাণুর Neutron Number (নিউট্রন সংখ্যা) একই কিন্তু Atomic Number (পারমাণবিক সংখ্যা) ভিন্ন, তাদের Isotone (আইসোটোন—সমনিউট্রনবিশিষ্ট পরমাণু) বলা হয়।
অর্থাৎ,
Isotone = Same Neutron Number + Different Atomic Number
এখানে Proton Number (প্রোটন সংখ্যা) ভিন্ন হয়।
আইসোটোনের উদাহরণ
¹⁴C এবং ¹⁵N
Carbon-14 (কার্বন-১৪):
-
Atomic Number = 6
-
Mass Number = 14
-
Neutron = 14 − 6 = 8
Nitrogen-15 (নাইট্রোজেন-১৫):
-
Atomic Number = 7
-
Mass Number = 15
-
Neutron = 15 − 7 = 8
দুই ক্ষেত্রেই নিউট্রন সংখ্যা ৮।
অতএব,
¹⁴C এবং ¹⁵N হলো Isotone (আইসোটোন)।
আরও একটি উদাহরণ
¹⁵N এবং ¹⁶O
¹⁵N:
15 − 7 = 8 নিউট্রন
¹⁶O:
16 − 8 = 8 নিউট্রন
অতএব, ¹⁵N ও ¹⁶O হলো Isotone।
আইসোটোনের বৈশিষ্ট্য
Isotone-এর ক্ষেত্রে—
-
Neutron Number একই।
-
Atomic Number ভিন্ন।
-
Proton Number ভিন্ন।
-
Mass Number সাধারণত ভিন্ন।
-
এগুলি সাধারণত ভিন্ন মৌলের পরমাণু।
মনে রাখার কৌশল
Isotone → Neutron
শব্দের শেষে tone দেখে মনে রাখার প্রয়োজন নেই; বরং সরাসরি মনে রাখুন—
Isotone = Same Neutron
৩. আইসোবার (Isobar—সমভরসংখ্যাবিশিষ্ট পরমাণু)
সংজ্ঞা
যেসব পরমাণুর Mass Number (ভরসংখ্যা) একই কিন্তু Atomic Number (পারমাণবিক সংখ্যা) ভিন্ন, তাদের Isobar (আইসোবার—সমভরসংখ্যাবিশিষ্ট পরমাণু) বলা হয়।
অর্থাৎ,
Isobar = Same Mass Number + Different Atomic Number
ফলে তাদের—
-
Proton Number ভিন্ন
-
Neutron Number ভিন্ন বা বিভিন্ন হতে পারে
-
Atomic Number ভিন্ন
-
Mass Number একই
আইসোবারের উদাহরণ
⁴⁰Ar এবং ⁴⁰Ca
Argon-40 (আর্গন-৪০)-এর—
-
Atomic Number = 18
-
Mass Number = 40
-
Neutron = 40 − 18 = 22
Calcium-40 (ক্যালসিয়াম-৪০)-এর—
-
Atomic Number = 20
-
Mass Number = 40
-
Neutron = 40 − 20 = 20
অতএব,
⁴⁰Ar এবং ⁴⁰Ca-এর Mass Number একই = 40
কিন্তু Atomic Number ভিন্ন।
তাই তারা Isobar (আইসোবার)।
আরও গুরুত্বপূর্ণ উদাহরণ
¹⁴C এবং ¹⁴N
¹⁴C:
-
Proton = 6
-
Neutron = 8
-
Mass Number = 14
¹⁴N:
-
Proton = 7
-
Neutron = 7
-
Mass Number = 14
Mass Number একই হওয়ায় এরা Isobar।
আইসোবারের বিশেষ বৈশিষ্ট্য
Isobar-এর ক্ষেত্রে—
Mass Number = Same
কিন্তু—
Atomic Number = Different
তাই তারা ভিন্ন মৌলের পরমাণু।
তাদের Chemical Properties (রাসায়নিক ধর্ম) সাধারণত ভিন্ন, কারণ Atomic Number ভিন্ন হওয়ার ফলে তাদের Electron Configuration (ইলেকট্রন বিন্যাস) ভিন্ন হয়।
Isotope, Isotone ও Isobar-এর তুলনা
| বৈশিষ্ট্য | Isotope (আইসোটোপ) | Isotone (আইসোটোন) | Isobar (আইসোবার) |
|---|---|---|---|
| Atomic Number | একই | ভিন্ন | ভিন্ন |
| Proton Number | একই | ভিন্ন | ভিন্ন |
| Neutron Number | ভিন্ন | একই | ভিন্ন |
| Mass Number | ভিন্ন | ভিন্ন | একই |
| একই মৌল? | হ্যাঁ | না | না |
| উদাহরণ | ¹²C ও ¹⁴C | ¹⁴C ও ¹⁵N | ¹⁴C ও ¹⁴N |
তিনটি ধারণা মনে রাখার সহজ কৌশল
পরীক্ষার আগে নিচের তিনটি সূত্র মনে রাখলেই হবে—
Isotope
Same Z, Different A
অর্থাৎ,
একই Atomic Number, ভিন্ন Mass Number
Isotone
Same N
অর্থাৎ,
একই Neutron Number
Isobar
Same A, Different Z
অর্থাৎ,
একই Mass Number, ভিন্ন Atomic Number
এখানে—
-
Z = Atomic Number (পারমাণবিক সংখ্যা)
-
A = Mass Number (ভরসংখ্যা)
-
N = Neutron Number (নিউট্রন সংখ্যা)
সংখ্যাভিত্তিক প্রশ্ন কীভাবে সমাধান করবেন?
ধরা যাক দুটি পরমাণু দেওয়া হয়েছে—
X: A = 23, Z = 11
Y: A = 24, Z = 12
X-এর নিউট্রন:
N = A − Z = 23 − 11 = 12
Y-এর নিউট্রন:
N = 24 − 12 = 12
তাই X ও Y-এর নিউট্রন সংখ্যা একই।
অতএব, তারা Isotone (আইসোটোন)।
আর যদি দেওয়া হয়—
X: A = 40, Z = 18
Y: A = 40, Z = 20
তাহলে A একই।
অতএব, তারা Isobar (আইসোবার)।
আবার যদি দেওয়া হয়—
X: A = 12, Z = 6
Y: A = 14, Z = 6
Z একই।
অতএব, তারা Isotope (আইসোটোপ)।
পরীক্ষার জন্য গুরুত্বপূর্ণ উদাহরণ
| জোড়া | সম্পর্ক | কারণ |
|---|---|---|
| ¹²C ও ¹⁴C | Isotope | Atomic Number একই |
| ¹H, ²H, ³H | Isotope | Atomic Number একই |
| ¹⁴C ও ¹⁵N | Isotone | Neutron Number একই |
| ¹⁵N ও ¹⁶O | Isotone | Neutron Number একই |
| ⁴⁰Ar ও ⁴⁰Ca | Isobar | Mass Number একই |
| ¹⁴C ও ¹⁴N | Isobar | Mass Number একই |
গুরুত্বপূর্ণ MCQ
প্রশ্ন ১
নিচের কোন জোড়াটি Isotope (আইসোটোপ)?
A. ¹⁴C ও ¹⁵N
B. ¹²C ও ¹⁴C
C. ⁴⁰Ar ও ⁴⁰Ca
D. ¹⁵N ও ¹⁶O
উত্তর: B. ¹²C ও ¹⁴C
কারণ এদের Atomic Number একই, কিন্তু Mass Number ভিন্ন।
প্রশ্ন ২
যেসব পরমাণুর Neutron Number (নিউট্রন সংখ্যা) একই, তাদের কী বলা হয়?
A. Isotope
B. Isobar
C. Isotone
D. Isomer
উত্তর: C. Isotone
প্রশ্ন ৩
⁴⁰Ar এবং ⁴⁰Ca-এর মধ্যে কী সম্পর্ক?
A. Isotope
B. Isotone
C. Isobar
D. Isomer
উত্তর: C. Isobar
প্রশ্ন ৪
একটি পরমাণুর Atomic Number 8 এবং Mass Number 16। তার নিউট্রন সংখ্যা কত?
উত্তর:
Neutron = 16 − 8 = 8
প্রশ্ন ৫
¹⁴C এবং ¹⁵N-এর মধ্যে কী সম্পর্ক?
উত্তর: Isotone
কারণ—
¹⁴C → 14 − 6 = 8 নিউট্রন
¹⁵N → 15 − 7 = 8 নিউট্রন
খুব গুরুত্বপূর্ণ পরীক্ষামুখী পার্থক্য
Isotope বনাম Isobar
Isotope:
-
একই মৌল
-
Atomic Number একই
-
Mass Number ভিন্ন
Isobar:
-
ভিন্ন মৌল
-
Atomic Number ভিন্ন
-
Mass Number একই
Isotope বনাম Isotone
Isotope:
-
Proton সংখ্যা একই
-
Neutron সংখ্যা ভিন্ন
Isotone:
-
Proton সংখ্যা ভিন্ন
-
Neutron সংখ্যা একই
Isotone বনাম Isobar
Isotone:
-
Neutron সংখ্যা একই
-
Mass Number ভিন্ন
Isobar:
-
Mass Number একই
-
Neutron সংখ্যা ভিন্ন
এক নজরে সম্পূর্ণ অধ্যায়
Isotope (আইসোটোপ—সমস্থানিক)
→ একই Atomic Number
→ ভিন্ন Mass Number
→ ভিন্ন Neutron Number
Isotone (আইসোটোন—সমনিউট্রনবিশিষ্ট পরমাণু)
→ একই Neutron Number
→ ভিন্ন Atomic Number
→ ভিন্ন Mass Number
Isobar (আইসোবার—সমভরসংখ্যাবিশিষ্ট পরমাণু)
→ একই Mass Number
→ ভিন্ন Atomic Number
→ ভিন্ন Neutron Number
উপসংহার
Isotope (আইসোটোপ—সমস্থানিক), Isotone (আইসোটোন—সমনিউট্রনবিশিষ্ট পরমাণু) এবং Isobar (আইসোবার—সমভরসংখ্যাবিশিষ্ট পরমাণু)—এই তিনটি ধারণা পারমাণবিক গঠনের অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।
UPSC, WBCS এবং CGL পরীক্ষার জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো Atomic Number, Neutron Number এবং Mass Number-এর সম্পর্ক বোঝা।
সবচেয়ে সহজে মনে রাখুন—
Isotope → Same Proton
Isotone → Same Neutron
Isobar → Same Mass
অর্থাৎ,
আইসোটোপ = প্রোটন সমান
আইসোটোন = নিউট্রন সমান
আইসোবার = ভরসংখ্যা সমান
এই তিনটি মূল সূত্র মনে রাখলে যেকোনো সংখ্যাভিত্তিক প্রশ্নও সহজে সমাধান করা সম্ভব।