3D অণু দর্শক
এই সিমুলেশনের সমীকরণ
| k | বন্ধনের বল ধ্রুবক (স্প্রিং কত শক্ত) | N/m-এ, অবলোহিত বর্ণালি থেকে: O–H 780, N–H 650, C–H 480, C–C 450, C=C 960, C=O 1,200, N≡N 2,300, Na–Cl 100; দ্বিবন্ধন একবন্ধনের চেয়ে কমবেশি দ্বিগুণ শক্ত | |
|---|---|---|---|
| r₀ | সাম্য বন্ধন দৈর্ঘ্য | প্রতিটি অণুর মাপা বন্ধন দৈর্ঘ্য, Å-এ (10⁻¹⁰ m): O–H 0.96, C–H 1.09, C–C 1.52, C=O 1.21 | |
| r | বন্ধন দৈর্ঘ্য (বন্ধন কাঁপার সঙ্গে বদলায়) | লেখচিত্রগুলো প্রতিটি ধরনের একটি বন্ধন অনুসরণ করে | |
| F | দুই পরমাণুর ওপর প্রত্যানয়ন বল | হুকের সূত্র, ন্যানোনিউটনে; এটি টেনে লম্বা হওয়া বন্ধনকে পিছনে টানে আর চেপে যাওয়া বন্ধনকে ঠেলে আলাদা করে | |
| × | সরণের বিবর্ধন (কম্পন বড় করে আঁকা) | ঘরের তাপমাত্রায় একটি বন্ধন মাত্র প্রায় 0.02 Å, অর্থাৎ নিজের দৈর্ঘ্যের শতকরা কয়েক ভাগ লম্বা হয়, তাই ছবিতে নড়াচড়া বাড়িয়ে দেখানো হয়েছে; লেখচিত্রগুলো আসল দূরত্বই দেখায় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| μ | দুই পরমাণুর লঘুকৃত ভর | পারমাণবিক ভর এককে; ভারী পরমাণুর সঙ্গে হালকা হাইড্রোজেন ছোট μ আর দ্রুত কম্পন দেয় | |
|---|---|---|---|
| ν | বন্ধনের কম্পন কম্পাঙ্ক | প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 10¹³ থেকে 10¹⁴ বার; একই কম্পাঙ্কের অবলোহিত আলো শোষিত হয়, আর এভাবেই অবলোহিত বর্ণালিমাপক বলে দেয় নমুনায় কোন বন্ধনগুলো আছে | |
| ν̃ = ν ÷ c | তরঙ্গসংখ্যা | cm⁻¹-এ, অবলোহিত বর্ণালির একক; মাপা মান: O–H 3,650, C–H 2,900, C=O 1,700, C–C 1,000 |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| T | তাপমাত্রা T (পরমাণুগুলো কত জোরে কাঁপে), K | কম্পনগুলোর মধ্যে ভাগ হওয়া গতিশক্তি এটিই ঠিক করে; পরমাণুরা নড়তে নড়তে এর দিকে ঠেলা পায় | |
|---|---|---|---|
| 3N − 6 | অণুর কম্পনের সংখ্যা | N পরমাণু; রৈখিক অণুর জন্য 3N − 5, কারণ নিজের অক্ষের চারপাশে ঘোরাটা কোনো নড়াচড়া নয় | |
| E_k | পরমাণুগুলোর গতিশক্তি | তাদের বেগ থেকে মাপা; টেনে লম্বা হওয়া স্প্রিংয়ে জমা শক্তির সঙ্গে এটি আগে-পিছে বিনিময় হয় | |
| k_B | বোলৎসমানের ধ্রুবক | প্রতি কেলভিনে 8.617 × 10⁻⁵ eV |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| nᵢ | প্রতিটি মৌলের পরমাণুর সংখ্যা | সংকেত থেকে পড়া; নিচের সংখ্যাগুলো | |
|---|---|---|---|
| Aᵢ | ওই মৌলের পারমাণবিক ভর | g/mol-এ: H 1.008, C 12.011, N 14.007, O 15.999, Na 22.990, Cl 35.45 | |
| M | মোলার ভর | অণুটির এক মোলের ভর |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
3D অণু দর্শকটি কীভাবে ব্যবহার করবেন
- একটি অণু বেছে নিন। পরমাণুগুলোর রং মৌল ধরে (হাইড্রোজেন সাদা, কার্বন কালো, অক্সিজেন লাল, নাইট্রোজেন নীল, ক্লোরিন সবুজ, সোডিয়াম বেগুনি) আর কাঠিগুলো বন্ধন দেখায়। প্রতিটি বন্ধনই আসল বন্ধনের মতোই দৃঢ় একটি স্প্রিং, আর পরমাণুগুলো আপনার বসানো তাপমাত্রার সঙ্গে কাঁপে।
- কম্পন বড় করতে তাপমাত্রা বাড়ান, একটি O–H বন্ধনের একবারের টান অনুসরণ করতে চলাটা ধীর করে দিন (তা সেকেন্ডে 110 লক্ষ কোটি বার আগে-পিছে দোলে), আর আসল নড়াচড়া কত ছোট তা দেখতে বড় করে দেখানোটা কমিয়ে দিন।
- লেখচিত্রগুলো প্রতিটি ধরনের একটি বন্ধনের দৈর্ঘ্য অনুসরণ করে: ভারী পরমাণুর গায়ে হালকা হাইড্রোজেনগুলোই সবচেয়ে দ্রুত কাঁপে, আর একক বন্ধনের চেয়ে দ্বিবন্ধন দ্রুত। সমীকরণের নিচের লেখচিত্রটি ওই কম্পাঙ্কগুলো cm⁻¹-এ এমনভাবে সাজায়, যেন একটি অবলোহিত বর্ণালির চূড়া। মোলার ভর পরমাণুগুলো থেকে যোগ করা হয়; মোলার ভরের হিসাব যেকোনো সংকেতের জন্য তাই করে।
সাধারণ প্রশ্ন
বন্ধনগুলো কাঁপে কেন?
একটি রাসায়নিক বন্ধন স্প্রিংয়ের মতোই চলে: পরমাণুগুলো টেনে আলাদা করুন বা চেপে কাছে আনুন, একটি বল তাদের আবার ফিরিয়ে আনে। পরমাণু কখনোই স্থির নয়, তাই প্রতিটি বন্ধন এমন একটি কম্পাঙ্কে টানে আর চাপে, যা তার দৃঢ়তা আর দুই প্রান্তের ভর ঠিক করে দেয়, ν = (1 ÷ 2π) √(k ÷ μ)। তাপ নড়াচড়া বড় করে, আর এই মাপে তাপমাত্রা মানেই তা।
এর সঙ্গে একটি অবলোহিত বর্ণালির সম্পর্ক কী?
ঠিক একটি বন্ধনের কম্পনের কম্পাঙ্কের অবলোহিত আলো ওই বন্ধনই শুষে নেয়। একটি IR বর্ণালিবীক্ষণ যন্ত্র কম্পাঙ্কগুলো ধরে ঝেঁটিয়ে যায় আর কোনগুলো শোষিত হলো তা লিখে রাখে, তাই 3,650 cm⁻¹-এর কাছে একটি চূড়া বলে O–H, 2,900 cm⁻¹-এর কাছে C–H, 1,700 cm⁻¹-এর কাছে C=O। এখানের কম্পাঙ্কগুলো একই স্প্রিং মডেল থেকে আসে, আর তার বলের ধ্রুবক ওই বর্ণালি থেকেই মাপা।
নড়াচড়াটা কি মাপমতোই আঁকা?
না। ঘরের তাপমাত্রায় একটি বন্ধন টেনে যায় মাত্র প্রায় 0.02 Å, তার দৈর্ঘ্যের কয়েক শতাংশ, যা চোখেই পড়ত না, তাই সরণগুলো আগে থেকেই 10 গুণ বড় করে আঁকা হয়। লেখচিত্রগুলো আসল দূরত্ব অ্যাংস্ট্রমে দেখায়। মডেলটি চিরায়ত; আসল একটি বন্ধন পরম শূন্যেও প্রায় 0.05 Å শূন্য-বিন্দু নড়াচড়া ধরে রাখে।
সোডিয়াম ক্লোরাইড একটি ল্যাটিস হিসেবে দেখানো কেন?
NaCl-এর কোনো অণু নেই। সোডিয়াম আর ক্লোরাইড আয়ন এমন একটি পুনরাবৃত্ত ঘনকীয় ল্যাটিসে জমে বসে, যেখানে প্রতিটি আয়ন অন্য ধরনের ছয়টিকে ছুঁয়ে থাকে, আর NaCl সংকেতটি কেবল অনুপাতটাই দেয়। দর্শকটি তার একটি 3 × 3 × 3 টুকরো দেখায়; আয়নগুলো নিজের ল্যাটিস-অবস্থানের চারপাশে ঠিক একটি অণুর পরমাণুর মতোই কাঁপে।
বলছে WebGL বন্ধ আছে।
3D দৃশ্যটির জন্য WebGL দরকার, যা আজকের প্রতিটি ব্রাউজারেই আছে। ব্রাউজারের সেটিংসে হার্ডওয়্যার ত্বরণ বন্ধ থাকলে, কিংবা গ্রাফিক্সের ড্রাইভার খুব পুরোনো হলে তা বন্ধ হয়ে থাকতে পারে। হার্ডওয়্যার ত্বরণ চালু করুন, কিংবা অন্য একটি ব্রাউজার দিয়ে দেখুন।
কিছু কি আপলোড হয়?
না। সিমুলেশনটি আপনার নিজের ব্রাউজারই WebGL দিয়ে আঁকে; কিছুই কোথাও পাঠানো হয় না, আর পাতাটি একবার লোড হয়ে গেলে তা অফলাইনেও চলতে থাকে।