ইউনিট ১ কঠিন অবস্থা (অনুশীলনী)-মুছে ফেলা হয়েছে

উত্তর

অ্যামরফাস কঠিন পদার্থ হল সেইসব কঠিন পদার্থ যাদের গঠনকারী কণাগুলির আকৃতি অনিয়মিত এবং যাদের স্বল্প-পরিসর বিন্যাস আছে। এই কঠিন পদার্থগুলো সমদৈশিক প্রকৃতির এবং একটি তাপমাত্রা পরিসরে গলে যায়। তাই, অ্যামরফাস কঠিন পদার্থকে কখনও কখনও ছদ্ম কঠিন বা অতিশীতল তরল বলা হয়। এদের নির্দিষ্ট গলনের তাপ নেই। ধারালো প্রান্তযুক্ত যন্ত্র দিয়ে কাটলে এরা অনিয়মিত পৃষ্ঠবিশিষ্ট দুটি টুকরোতে কাটা যায়। অ্যামরফাস কঠিন পদার্থের উদাহরণের মধ্যে রয়েছে কাচ, রাবার এবং প্লাস্টিক।

উত্তর

গঠনকারী কণাগুলির বিন্যাস কাচকে কোয়ার্টজ থেকে আলাদা করে। কাচে, গঠনকারী কণাগুলির স্বল্প-পরিসর বিন্যাস থাকে, কিন্তু কোয়ার্টজে, গঠনকারী কণাগুলির দীর্ঘ-পরিসর এবং স্বল্প-পরিসর উভয় বিন্যাসই থাকে।

কোয়ার্টজকে উত্তপ্ত করে এবং তারপর দ্রুত ঠান্ডা করে কাচে রূপান্তরিত করা যেতে পারে।

উত্তর

আয়নিক $\rightarrow$ (ii) অ্যামোনিয়াম ফসফেট $\left(\mathrm{NH_4}\right)_{3} \mathrm{PO_4}$, (x) LiBr

ধাতব $\rightarrow$ (viii) পিতল, (ix) Rb

আণবিক $\rightarrow$ (i) টেট্রাফসফরাস ডেকাঅক্সাইড $\left(\mathrm{P_4} \mathrm{O_10}\right)$, (iv) $\mathrm{I_2},(\mathrm{v}) \mathrm{P_4}$।

সমযোজী (নেটওয়ার্ক) $\rightarrow$ (iii) SiC, (vii) গ্রাফাইট, (xi) Si

অ্যামরফাস $\rightarrow$ (vi) প্লাস্টিক

উত্তর

(i) স্ফটিক জালকের মধ্যে উপস্থিত কোনো গঠনকারী কণার নিকটতম প্রতিবেশীদের সংখ্যাকে তার সমন্বয় সংখ্যা বলে। (ii) পরমাণুর সমন্বয় সংখ্যা

(a) একটি ঘন সন্নিবদ্ধ কাঠামোতে 12, এবং

(b) একটি দেহ-কেন্দ্রিক ঘন কাঠামোতে 8

উত্তর

একটি অজানা ধাতুর ঘনত্ব এবং তার একক কোষের মাত্রা জানা থাকলে, ধাতুটির পারমাণবিক ভর নির্ণয় করা যেতে পারে।

ধরা যাক ‘$a$’ একটি স্ফটিকের একক কোষের প্রান্ত দৈর্ঘ্য, ‘$d$’ ধাতুটির ঘনত্ব, ‘$m$’ ধাতুর একটি পরমাণুর ভর এবং ‘$z$’ একক কোষে পরমাণুর সংখ্যা।

এখন, একক কোষের ঘনত্ব

$$ \begin{equation*} =\frac{\text { Mass of the unit cell }}{\text { Volume of the unit cell }} \end{equation*} $$

$$\Rightarrow d=\frac{z m}{a^{3}}\tag{i}$$

[যেহেতু একক কোষের ভর $=$ একক কোষে পরমাণুর সংখ্যা $\times$ একটি পরমাণুর ভর]

[একক কোষের আয়তন $=(\text { Edge length of the cubic unit cell })^{3}$]

সমীকরণ ($i$) থেকে, আমরা পাই:

$$ \begin{equation*} m=\frac{d a^{3}}{z} \tag{ii} \end{equation*} $$

এখন, ধাতুর একটি পরমাণুর ভর $(m)$

$$ =\frac{\text { Atomic mass }(\mathrm{M})}{\text { Avogadro’s number }\left(\mathrm{N}_{\mathrm{A}}\right)} $$

অতএব,

$$ \begin{equation*} \mathrm{M}=\frac{d a^{3} \mathrm{~N}_{\mathrm{A}}}{z} \tag{iii} \end{equation*} $$

যদি প্রান্ত দৈর্ঘ্যগুলি ভিন্ন হয় (ধরা যাক $a, b$ এবং $c$), তবে সমীকরণ (ii) হয়ে যায়:

$M=d(a b c) N_{A}$

উত্তর

গলনাঙ্ক যত বেশি, আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল তত বেশি এবং স্থায়িত্ব তত বেশি। উচ্চতর গলনাঙ্ক বিশিষ্ট একটি পদার্থ নিম্নতর গলনাঙ্ক বিশিষ্ট একটি পদার্থের চেয়ে বেশি স্থায়ী।

প্রদত্ত পদার্থগুলির গলনাঙ্ক হল:

কঠিন জল $\rightarrow 273 \mathrm{~K}$

ইথাইল অ্যালকোহল $\rightarrow 158.8 \mathrm{~K}$

ডাইইথাইল ইথার $\rightarrow 156.85 \mathrm{~K}$

মিথেন $\rightarrow 89.34 \mathrm{~K}$

এখন, গলনাঙ্কের মানগুলি পর্যবেক্ষণ করে বলা যায় যে, প্রদত্ত পদার্থগুলির মধ্যে, কঠিন জলের আন্তঃআণবিক বল সবচেয়ে শক্তিশালী এবং মিথেনের মধ্যে সবচেয়ে দুর্বল।

উত্তর

i. একটি 2-D ষড়ভুজ সন্নিবেশে দুই ধরনের ত্রিভুজাকার শূন্যতা ($a$ এবং $b$) থাকে যেমন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। আসুন এই 2-D কাঠামোটিকে A স্তর বলি। এখন, A স্তরে উপস্থিত শূন্যস্থানগুলিতে কণাগুলি রাখা হয় (চিত্র 2 এবং 3 থেকে সহজেই দেখা যায় যে, এই প্রক্রিয়ায় শুধুমাত্র একটি শূন্যস্থান দখল করা হবে, অর্থাৎ a অথবা b)। আসুন A স্তরের শূন্যস্থানে উপস্থিত কণা বা গোলকগুলিকে B স্তর বলি। এখন, B স্তরে দুই ধরনের শূন্যতা (c এবং d) উপস্থিত থাকে। A স্তরে উপস্থিত শূন্যস্থানগুলির মতো নয়, B স্তরে উপস্থিত দুই ধরনের শূন্যস্থানগুলি একই রকম নয়। শূন্যতা $c$ 4টি গোলক দ্বারা বেষ্টিত এবং একে চতুস্তলকীয় শূন্যতা বলে। শূন্যতা $\mathrm{d}$ 6টি গোলক দ্বারা বেষ্টিত এবং একে অষ্টতলকীয় শূন্যতা বলে।

এখন, পরবর্তী স্তরটি B স্তরের উপরে 2 উপায়ে স্থাপন করা যেতে পারে।

কেস 1: যখন তৃতীয় স্তর (C স্তর) দ্বিতীয় স্তর (B স্তর) এর উপরে এমনভাবে স্থাপন করা হয় যে C স্তরের গোলকগুলি চতুস্তলকীয় শূন্যস্থান $\mathbf{c}$ দখল করে।

এই ক্ষেত্রে আমরা ষড়ভুজ সন্নিবেশ পাই। এটি চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে। চিত্র 4.1-এ, B স্তর a শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত এবং $\mathrm{C}$ স্তর $\mathrm{C}$ শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত। চিত্র 4.2-এ, B স্তর b শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত এবং $\mathrm{C}$ স্তর $\mathrm{c}$ শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত। চিত্র থেকে পর্যবেক্ষণ করা যায় যে, এই বিন্যাসে, $\mathrm{C}$ স্তরে উপস্থিত গোলকগুলি A স্তরের গোলকগুলির সরাসরি উপরে উপস্থিত। অতএব, আমরা বলতে পারি যে ষড়ভুজ সন্নিবেশে স্তরগুলি একটি $A B A B . .$. প্যাটার্নে সজ্জিত থাকে।

কেস 2: যখন তৃতীয় স্তর (C স্তর) B স্তরের উপরে এমনভাবে স্থাপন করা হয় যে C স্তরের গোলকগুলি অষ্টতলকীয় শূন্যস্থান $d$ দখল করে।

এই ক্ষেত্রে আমরা ঘন সন্নিবেশ পাই। চিত্র 5.1-এ, B স্তর a শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত এবং C স্তর $d$ শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত। চিত্র 5.2-এ, $B$ স্তর $b$ শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত এবং $C$ স্তর $d$ শূন্যস্থানের উপরে উপস্থিত। চিত্র থেকে পর্যবেক্ষণ করা যায় যে $\mathrm{C}$ স্তরে কণাগুলির বিন্যাস $\mathrm{A}$ বা $\mathrm{B}$ স্তরের থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন।

যখন চতুর্থ স্তরটি তৃতীয় স্তরের উপরে রাখা হয়, এই স্তরে কণাগুলির বিন্যাস A স্তরের মতোই হয়। অতএব, আমরা বলতে পারি যে ঘন সন্নিবেশে স্তরগুলি একটি ABCABC….. প্যাটার্নে সজ্জিত থাকে।

উত্তর

(i) ফেস-সেন্ট্রেড কিউবিকে 14টি (কোণ থেকে 8টি + তল থেকে 6টি) জালক বিন্দু থাকে।

(ii) ফেস-সেন্ট্রেড টেট্রাগোনালে 14টি (কোণ থেকে 8টি + তল থেকে 6টি) জালক বিন্দু থাকে।

(iii) বডি-সেন্ট্রেড কিউবিকে 9টি (কেন্দ্র থেকে 1টি + কোণ থেকে 8টি) জালক বিন্দু থাকে।

উত্তর

(i) ধাতব এবং আয়নিক স্ফটিকের মধ্যে সাদৃশ্যের ভিত্তি হল এই উভয় ধরনের স্ফটিকই স্থিরবিদ্যুৎ আকর্ষণ বল দ্বারা ধরে রাখা হয়। ধাতব স্ফটিকে, স্থিরবিদ্যুৎ বল ধনাত্মক আয়ন এবং ইলেকট্রনের মধ্যে কাজ করে। আয়নিক স্ফটিকে, এটি বিপরীত আধানের আয়নগুলির মধ্যে কাজ করে। তাই, উভয়েরই উচ্চ গলনাঙ্ক থাকে।

ধাতব এবং আয়নিক স্ফটিকের মধ্যে পার্থক্যের ভিত্তি হল যে ধাতব স্ফটিকে, ইলেকট্রনগুলি মুক্তভাবে চলাচল করতে পারে এবং তাই, ধাতব স্ফটিকগুলি বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে। যাইহোক, আয়নিক স্ফটিকে, আয়নগুলি মুক্তভাবে চলাচল করতে পারে না। ফলস্বরূপ, তারা বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে না। তবে, গলিত অবস্থায় বা জলীয় দ্রবণে, তারা বিদ্যুৎ পরিবহন করে।

(ii) আয়নিক স্ফটিকের গঠনকারী কণাগুলি হল আয়ন। এই আয়নগুলি স্থিরবিদ্যুৎ আকর্ষণ বল দ্বারা ত্রিমাত্রিক বিন্যাসে একসাথে ধরে রাখা হয়। যেহেতু স্থিরবিদ্যুৎ আকর্ষণ বল খুব শক্তিশালী, তাই আধানযুক্ত আয়নগুলি নির্দিষ্ট অবস্থানে ধরে রাখা হয়। এই কারণেই আয়নিক স্ফটিকগুলি শক্ত এবং ভঙ্গুর হয়।

উত্তর

(i) সরল ঘন

একটি সরল ঘন জালকে, কণাগুলি শুধুমাত্র ঘনকের কোণে অবস্থিত এবং প্রান্ত বরাবর একে অপরকে স্পর্শ করে।

ধরা যাক ঘনকের প্রান্ত দৈর্ঘ্য ‘a’ এবং প্রতিটি কণার ব্যাসার্ধ $r$।

সুতরাং, আমরা লিখতে পারি:

$a=2 r$

এখন, ঘন একক কোষের আয়তন $=a^{3}$

$=(2 r)^{3}$

$=8 r^{3}$

আমরা জানি যে প্রতি একক কোষে কণার সংখ্যা 1।

অতএব, দখলকৃত একক কোষের আয়তন $=\frac{4}{3} \pi r^{3}$

সুতরাং, প্যাকিং দক্ষতা

$$ =\frac{\text { Volume of one particle }}{\text { Volume of cubic unit cell }} \times 100 \% $$

$$ \begin{aligned} & =\frac{\frac{4}{3} \pi r^{3}}{8 r^{3}} \times 100 \% \\ & =\frac{1}{6} \pi \times 100 \% \\ & =\frac{1}{6} \times \frac{22}{7} \times 100 \% \\ & =52.4 \% \end{aligned} $$

(ii) দেহ-কেন্দ্রিক ঘন

উপরের চিত্র থেকে দেখা যায় যে কেন্দ্রের পরমাণুটি তির্যকভাবে সজ্জিত অন্য দুটি পরমাণুর সংস্পর্শে আছে।

$\triangle \mathrm{FED}$ থেকে, আমরা পাই:

$b^{2}=a^{2}+a^{2}$

$\Rightarrow b^{2}=2 a^{2}$

$\Rightarrow b=\sqrt{2} a$

আবার, $\triangle A F D$ থেকে, আমরা পাই:

$c^{2}=a^{2}+b^{2}$

$\Rightarrow c^{2}=a^{2}+2 a^{2} \quad\left(\right.$ যেহেতু $\left.b^{2}=2 a^{2}\right)$

$\Rightarrow c^{2}=3 a^{2}$

$\Rightarrow c=\sqrt{3} a$

ধরা যাক পরমাণুর ব্যাসার্ধ $r$।

দেহ কর্ণের দৈর্ঘ্য, $c=4 \pi$

$\Rightarrow \sqrt{3} a=4 r$

$\Rightarrow a=\frac{4 r}{\sqrt{3}}$

$r=\frac{\sqrt{3} a}{4}$

ঘনকের আয়তন,

$$ a^{3}=\left(\frac{4 r}{\sqrt{3}}\right)^{3} $$

একটি দেহ-কেন্দ্রিক ঘন জালকে 2টি পরমাণু থাকে।

সুতরাং, দখলকৃত ঘন জালকের আয়তন $=2 \pi \frac{4}{3} r^{3}$

$=\frac{8}{3} \pi r^{3}$

$\therefore$ প্যাকিং দক্ষতা $=\frac{\text { Volume occupied by two spheres in the unit cell }}{\text { Total volume of the unit cell }} \times 100 \%$

$=\frac{\frac{8}{3} \pi r^{3}}{\left(\frac{4}{\sqrt{3}} r\right)^{3}} \times 100 \%$

$=\frac{\frac{8}{3} \pi r^{3}}{\frac{64}{3 \sqrt{3}} r^{3}} \times 100 \%$

$=68 \%$

(iii) ফেস-সেন্ট্রেড ঘন

ধরা যাক একক কোষের প্রান্ত দৈর্ঘ্য ‘$a$’ এবং মুখ কর্ণ AC-এর দৈর্ঘ্য $b$।

$\triangle \mathrm{ABC}$ থেকে, আমরা পাই:

$\mathrm{AC}^{2}=\mathrm{BC}^{2}+\mathrm{AB}^{2}$

$\Rightarrow b^{2}=a^{2}+a^{2}$

$\Rightarrow b^{2}=2 a^{2}$

$\Rightarrow b=\sqrt{2 a}$

উত্তর

দেওয়া আছে যে, প্রান্ত দৈর্ঘ্য, $a=4.077 \times 10^{-8} \mathrm{~cm}$

ঘনত্ব, $d=10.5 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}$

যেহেতু জালক fcc ধরনের, প্রতি একক কোষে পরমাণুর সংখ্যা, $z=4$

আমরা আরও জানি যে, $\mathrm{N}_{\mathrm{A}}=6.022 \times 10^{23} \mathrm{~mol}^{-1}$

সম্পর্কটি ব্যবহার করে:

$$ \begin{aligned} & d=\frac{z \mathrm{M}}{a^{3} \mathrm{~N_\mathrm{A}}} \\ & \begin{aligned} & \Rightarrow \mathrm{M}=\frac{d a^{3} \mathrm{~N_\mathrm{A}}}{z} \\ &=\frac{10.5 \mathrm{gcm}^{-3} \times\left(4.077 \times 10^{-8} \mathrm{~cm}\right)^{3} \times 6.022 \times 10^{23} \mathrm{~mol}^{-1}}{4} \\ &=107.13 \mathrm{gmol}^{-1} \end{aligned} \end{aligned} $$

অতএব, সিলভারের পারমাণবিক ভর $=107.13 \mathrm{u}$

উত্তর

দেওয়া আছে যে $\mathrm{Q}$ এর পরমাণুগুলি ঘনকের কোণে উপস্থিত।

অতএব, একক কোষে $\mathrm{Q}$ পরমাণুর সংখ্যা

$$ =8 \times \frac{1}{8}=1 $$

এটিও দেওয়া আছে যে $\mathrm{P}$ এর পরমাণুগুলি দেহ-কেন্দ্রে উপস্থিত।

অতএব, একক কোষে $\mathrm{P}$ পরমাণুর সংখ্যা $=1$

এর মানে হল যে $P$ পরমাণুর সংখ্যার সাথে $Q$ পরমাণুর সংখ্যার অনুপাত, $P: Q=1: 1$

সুতরাং, যৌগটির সূত্র হল $\mathrm{PQ}$।

$\mathrm{P}$ এবং $\mathrm{Q}$ উভয়েরই সমন্বয় সংখ্যা হল 8।

উত্তর

দেওয়া আছে যে নিওবিয়ামের ঘনত্ব, $d=8.55 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}$

পারমাণবিক ভর, $\mathrm{M}=93 \mathrm{gmol}^{-1}$

যেহেতু জালক bcc ধরনের, প্রতি একক কোষে পরমাণুর সংখ্যা, $z=2$

আমরা আরও জানি যে, $\mathrm{N}_{\mathrm{A}}=6.022 \times 10^{23} \mathrm{~mol}^{-1}$

সম্পর্কটি প্রয়োগ করে:

$$ \begin{aligned} d= & \frac{z \mathrm{M}}{a^{3} \mathrm{~N_\mathrm{A}}} \\ \Rightarrow a^{3} & =\frac{z \mathrm{M}}{d \mathrm{~N_\mathrm{A}}} \\ & =\frac{2 \times 93 \mathrm{gmol}^{-1}}{8.55 \mathrm{gcm}^{-3} \times 6.022 \times 10^{23} \mathrm{~mol}^{-1}} \end{aligned} $$

$=3.612 \times 10^{-23} \mathrm{~cm}^{3}$

সুতরাং, $a=3.306 \times 10^{-8} \mathrm{~cm}$

দেহ-কেন্দ্রিক ঘন একক কোষের জন্য:

$ \begin{aligned} r & =\frac{\sqrt{3}}{4} a \\ & =\frac{\sqrt{3}}{4} \times 3.306 \times 10^{-8} \mathrm{~cm} \end{aligned} $

$=1.432 \times 10^{-8} \mathrm{~cm}$

$=14.32 \times 10^{-9} \mathrm{~cm}$

$=14.32 \mathrm{~nm}$

উত্তর

একটি গোলক যার কেন্দ্র $\mathrm{O}$, উপরের চিত্রে দেখানো হিসাবে অষ্টতলকীয় শূন্যতার মধ্যে ফিট করা হয়েছে। চিত্র থেকে দেখা যায় যে $\triangle \mathrm{POQ}$ সমকোণী

$\angle \mathrm{POQ}=90^{\circ}$

এখন, পিথাগোরাসের উপপাদ্য প্রয়োগ করে, আমরা লিখতে পারি:

$ \begin{aligned} & \mathrm{PQ}^{2}=\mathrm{PO}^{2}+\mathrm{OQ}^{2} \\ & \Rightarrow(2 \mathrm{R})^{2}=(\mathrm{R}+\mathrm{r})^{2}+(\mathrm{R}+\mathrm{r})^{2} \\ & \Rightarrow(2 \mathrm{R})^{2}=2(\mathrm{R}+\mathrm{r})^{2} \\ & \Rightarrow 2 \mathrm{R}^{2}=(\mathrm{R}+\mathrm{r})^{2} \\ & \Rightarrow \sqrt{2} \mathrm{R}=\mathrm{R}+\mathrm{r} \\ & \Rightarrow \mathrm{r}=\sqrt{2} \mathrm{R}-\mathrm{R} \\ & \Rightarrow \mathrm{r}=(\sqrt{2}-1) \mathrm{R} \\ & \Rightarrow \mathrm{r}=0.414 \mathrm{R} \end{aligned} $

উত্তর

প্রান্ত দৈর্ঘ্য, $a=3.61 \times 10^{-8} \mathrm{~cm}$

যেহেতু জালক fcc ধরনের, প্রতি একক কোষে পরমাণুর সংখ্যা, $z=4$

পারমাণবিক ভর, $\mathrm{M}=63.5 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}$

আমরা আরও জানি যে, $\mathrm{N}_{\mathrm{A}}=6.022 \times 10^{23} \mathrm{~mol}^{-1}$

সম্পর্কটি প্রয়োগ করে:

$ \begin{aligned} d & =\frac{z \mathrm{M}}{a^{3} \mathrm{~N}_{\mathrm{A}}} \\ & =\frac{4 \times 63.5 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}}{\left(3.61 \times 10^{-8} \mathrm{~cm}\right)^{3} \times 6.022 \times 10^{23} \mathrm{~mol}^{-1}} \end{aligned} $

$=8.97 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}$

ঘনত্বের পরিমাপকৃত মান দেওয়া আছে $8.92 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}$। সুতরাং, গণনাকৃত ঘনত্ব $8.97 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}$ তার পরিমাপকৃত মানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

উত্তর

নিকেল অক্সাইডের সূত্র হল $\mathrm{Ni_{0.98}} \mathrm{O_{1.00}}$।

অতএব, $\mathrm{Ni}$ পরমাণুর সংখ্যার সাথে $\mathrm{O}$ পরমাণুর সংখ্যার অনুপাত,

$\mathrm{Ni}: \mathrm{O}=0.98: 1.00=98: 100$

এখন, $100 \mathrm{O}^{2}$-আয়নের উপর মোট আধান $=100 \times(-2)$

$=-200$

ধরা যাক $\mathrm{Ni}^{2+}$ আয়নের সংখ্যা $x$।

সুতরাং, $\mathrm{Ni}^{3+}$ আয়নের সংখ্যা হল $98-x$।

এখন, $\mathrm{Ni}^{2+}$ আয়নের উপর মোট আধান $=x(+2)$

$=+2 x$

এবং, $\mathrm{Ni}^{3+}$ আয়নের উপর মোট আধান $=(98-x)(+3)$

$=294-3 x$

যেহেতু, যৌগটি নিরপেক্ষ, আমরা লিখতে পারি:

$2 x+(294-3 x)+(-200)=0$

$\Rightarrow-x+94=0$

$\Rightarrow x=94$

অতএব, $\mathrm{Ni}^{2+}$ আয়নের সংখ্যা $=94$

এবং, $\mathrm{Ni}^{3+}$ আয়নের সংখ্যা $=98-94=4$

সুতরাং, নিকেলের যে ভগ্নাংশ $\mathrm{Ni}^{2+}=\frac{94}{98}$ হিসেবে বিদ্যমান

$=0.959$

এবং, নিকেলের যে ভগ্নাংশ $\mathrm{Ni}^{3+}=\frac{4}{98}$ হিসেবে বিদ্যমান $=0.041$

বিকল্পভাবে, নিকেলের যে ভগ্নাংশ $\mathrm{Ni}^{3+}=1-0.959$ হিসেবে বিদ্যমান

$=0.041$

উত্তর

অর্ধপরিবাহী হল সেইসব পদার্থ যাদের পরিবাহিতা $10^{-6} \mathrm{to} 10^{4} \mathrm{ohm}^{-1} \mathrm{~m}^{-1}$ এর মধ্যবর্তী পরিসরে থাকে।

অর্ধপরিবাহীর দুটি প্রধান প্রকার হল:

(i) $n$-টাইপ অর্ধপরিবাহী

(ii) p-টাইপ অর্ধপরিবাহী

n-টাইপ অর্ধপরিবাহী: যে অর্ধপরিবাহীর বৃদ্ধিপ্রাপ্ত পরিবাহিতা ঋণাত্মক-আধানযুক্ত ইলেকট্রনের ফলাফল, তাকে একটি $n$-টাইপ অর্ধপরিবাহী বলে। যখন 14 শ্রেণীর একটি মৌল যেমন $\mathrm{Si}$ বা $\mathrm{Ge}$ এর স্ফটিক 15 শ্রেণীর একটি মৌল যেমন $\mathrm{P}$ বা As দ্বারা ডোপ করা হয়, তখন একটি $n$-টাইপ অর্ধপরিবাহী উৎপন্ন হয়।

$\mathrm{Si}$ এবং $\mathrm{Ge}$ এর প্রতিটির চারটি করে যোজ্যতা ইলেকট্রন আছে। তাদের স্ফটিকে, প্রতিটি পরমাণু চারটি সমযোজী বন্ধন গঠন করে। অন্যদিকে, $\mathrm{P}$ এবং As এর প্রতিটিতে পাঁচটি করে যোজ্যতা ইলেকট্রন আছে। যখন Si বা Ge কে P বা As দ্বারা ডোপ করা হয়, পরবর্তীটি স্ফটিকের কিছু জালক স্থান দখল করে। পাঁচটি ইলেকট্রনের মধ্যে চারটি ইলেকট্রন চারটি প্রতিবেশী $\mathrm{Si}$ বা $\mathrm{Ge}$ পরমাণুর সাথে চারটি সমযোজী বন্ধন গঠনে ব্যবহৃত হয়। অবশিষ্ট পঞ্চম ইলেকট্রনটি বিযোজিত হয়ে যায় এবং ডোপ করা Si বা Ge এর পরিবাহিতা বৃদ্ধি করে।

নিখুঁত স্ফটিক

$n$ - টাইপ

p-টাইপ অর্ধপরিবাহী: যে অর্ধপরিবাহীর বৃদ্ধিপ্রাপ্ত পরিবাহিতা ইলেকট্রন ছিদ্রের ফলাফল, তাকে একটি $p$ টাইপ অর্ধপরিবাহী বলে। যখন 14 শ্রেণীর মৌল যেমন $\mathrm{Si}$ বা $\mathrm{Ge}$ এর একটি স্ফটিক 13 শ্রেণীর একটি মৌল যেমন $\mathrm{B}, \mathrm{Al}$, বা $\mathrm{Ga}$ (যার শুধুমাত্র তিনটি যোজ্যতা ইলেকট্রন আছে) দ্বারা ডোপ করা হয়, তখন একটি p-টাইপ অর্ধপরিবাহী উৎপন্ন হয়।

যখন $\mathrm{Si}$ এর একটি স্ফটিক $\mathrm{B}$ দ্বারা ডোপ করা হয়, $\mathrm{B}$ এর তিনটি ইলেকট্রন তিনটি সমযোজী বন্ধন গঠনে ব্যবহৃত হয় এবং একটি ইলেকট্রন ছিদ্র তৈরি হয়। একটি প্রতিবেশী পরমাণু থেকে একটি ইলেকট্রন এসে এই ইলেকট্রন ছিদ্রটি পূরণ করতে পারে, কিন্তু তা করার সময়, এটি তার মূল অবস্থানে একটি ইলেকট্রন ছিদ্র রেখে যায়। প্রক্রিয়াটি এমন মনে হয় যেন ইলেকট্রন ছিদ্রটি ইলেকট্রনের বিপরীত দিকে সরে গেছে যা এটি পূরণ করেছিল। অতএব, যখন একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়, ইলেকট্রনগুলি ইলেকট্রন ছিদ্রের মাধ্যমে ধনাত্মক-আধানযুক্ত প্লেটের দিকে সরে যাবে। যাইহোক, এটি মনে হবে যেন ইলেকট্রন ছিদ্রগুলি ধনাত্মক-আধানযুক্ত এবং ঋণাত্মক-আধানযুক্ত প্লেটের দিকে সরে যাচ্ছে।

নিখুঁত স্ফটিক

$p$ - টাইপ

উত্তর

গবেষণাগারে প্রস্তুত কুপ্রাস অক্সাইড $\left(\mathrm{Cu}_{2} \mathrm{O}\right)$-এ, তামা থেকে অক্সিজেনের অনুপাত 2:1 থেকে সামান্য কম। এর মানে হল Cu+ আয়নের সংখ্যা O2- আয়নের সংখ্যার দ্বিগুণের থেকে সামান্য কম। এটি কারণ কিছু Cu+ আয়ন $\mathrm{Cu}^{2+}$ আয়ন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে। প্রতিটি $\mathrm{Cu}^{2+}$ আয়ন দুটি $\mathrm{Cu}^{+}$ আয়ন প্রতিস্থাপন করে, যার ফলে ছিদ্র তৈরি হয়। ফলস্বরূপ, পদার্থটি এই ধনাত্মক ছিদ্রগুলির সাহায্যে বিদ্যুৎ পরিবহন করে। অতএব, পদার্থটি একটি p-টাইপ অর্ধপরিবাহী।

উত্তর

ধরা যাক অক্সাইড $\left(\mathrm{O}^{2 \cdot}\right)$ আয়নের সংখ্যা $x$।

সুতরাং, অষ্টতলকীয় শূন্যতার সংখ্যা $=x$

দেওয়া আছে যে প্রতি তিনটি অষ্টতলকীয় শূন্যস্থানের মধ্যে দুটি ফেরিক আয়ন দ্বারা দখলকৃত।

সুতরাং, ফেরিক $\left(\mathrm{Fe}^{3+}\right)$ আয়নের সংখ্যা $=\frac{2}{3} x$

অতএব, $\mathrm{Fe}^{3+}$ আয়নের সংখ্যার সাথে $\mathrm{O}^{2}$ আয়নের সংখ্যার অনুপাত,

$\mathrm{Fe}^{3+}: \mathrm{O}^{2-}=\frac{2}{3} x: x$

$=\frac{2}{3}: 1$

$=2: 3$

সুতরাং, ফেরিক অক্সাইডের সূত্র হল $\mathrm{Fe} _{2} \mathrm{O} _{3}$।

উত্তর

(i) Ge (একটি 14 শ্রেণীর মৌল) In (একটি 13 শ্রেণীর মৌল) দ্বারা ডোপ করা হয়েছে। অতএব, একটি ছিদ্র তৈরি হবে এবং উৎপন্ন অর্ধপরিবাহীটি একটি $p$-টাইপ অর্ধপরিবাহী হবে।

(ii) B (একটি 13 শ্রেণীর মৌল) Si (একটি 14 শ্রেণীর মৌল) দ্বারা ডোপ করা হয়েছে। এইভাবে, একটি ছিদ্র তৈরি হবে এবং উৎপন্ন অর্ধপরিবাহীটি একটি $p$-টাইপ অর্ধপরিবাহী হবে।