রাসায়নিকের গঠন অধ্যয়ন করার পদ্ধতি। অণুর গঠন অধ্যয়নের জন্য পদ্ধতি। বিশ্ববিদ্যালয়ে উপাদান উপস্থাপনা

গণনার এই আনুমানিক পদ্ধতিতে, অণুর অবস্থা তথাকথিত তরঙ্গ ফাংশন w দ্বারা বর্ণনা করা হয়, যা একটি নির্দিষ্ট নিয়ম অনুসারে পদগুলির একটি সিরিজ থেকে গঠিত হয়: এই পদগুলির যোগফল অবশ্যই সমস্ত সম্ভাব্য সংমিশ্রণগুলিকে বিবেচনায় নিতে হবে পি-ইলেক্ট্রনের কারণে কার্বন পরমাণুর জোড়া বাঁধা থেকে। প্রায়শই প্রদত্ত ভ্যালেন্স স্কিমগুলিকে y-বন্ডগুলি বিবেচনায় নিয়ে চিত্রিত করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, বেনজিনের জন্য ...

অণুর গঠন অধ্যয়নের জন্য পদ্ধতি (বিমূর্ত, টার্ম পেপার, ডিপ্লোমা, নিয়ন্ত্রণ)

1. পরীক্ষামূলক পদ্ধতি

1.1 এক্স-রে ইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি

1.2 ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি

1.3 বিবর্তন পদ্ধতি

2. তাত্ত্বিক পদ্ধতি

2.1 আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি

2.2 অ-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি

2.3 কোয়ান্টাম যান্ত্রিক পদ্ধতি

2.4 Hückel পদ্ধতি রেফারেন্সের উপসংহার তালিকা

আধুনিক জৈব রসায়নে তাত্পর্যপূর্ণতদন্তের বিভিন্ন শারীরিক পদ্ধতি আছে। তাদের দুটি দলে ভাগ করা যায়। প্রথম গোষ্ঠীতে এমন পদ্ধতি রয়েছে যা কোনও পদার্থের গঠন এবং ভৌত বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে বিভিন্ন তথ্য প্রাপ্ত করার অনুমতি দেয় এতে কোনও রাসায়নিক পরিবর্তন না করে। এই গোষ্ঠীর পদ্ধতিগুলির মধ্যে, সম্ভবত সর্বাধিক ব্যবহৃত বর্ণালী অঞ্চলের বিস্তৃত পরিসরে বর্ণালীবিদ্যা - খুব কঠিন এক্স-রে থেকে শুরু করে খুব দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের রেডিও তরঙ্গ পর্যন্ত। দ্বিতীয় গোষ্ঠীতে এমন পদ্ধতি রয়েছে যা শারীরিক প্রভাবের কারণ হয় রাসায়নিক পরিবর্তনঅণুতে AT গত বছরগুলোঅণুর প্রতিক্রিয়াশীলতাকে প্রভাবিত করার পূর্বে ব্যবহৃত সুপরিচিত শারীরিক উপায়গুলি ছাড়াও, নতুনগুলি যুক্ত করা হয়েছিল। তাদের মধ্যে, পারমাণবিক চুল্লিতে উত্পাদিত হার্ড এক্স-রে এবং উচ্চ-শক্তি কণা প্রবাহের প্রভাব বিশেষ গুরুত্ব বহন করে।

এই কোর্সের কাজের উদ্দেশ্য হল অণুর গঠন অধ্যয়নের পদ্ধতি সম্পর্কে জানা।

কোর্স কাজের কাজ:

পদ্ধতির ধরন খুঁজে বের করুন এবং সেগুলি অধ্যয়ন করুন।

1. পরীক্ষামূলক পদ্ধতি

1.1 আরএক্স-রে ইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি

একটি রাসায়নিক যৌগের বৈদ্যুতিন গঠন অধ্যয়ন করার জন্য একটি পদ্ধতি, এক্স-রে ব্যবহার করে ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাবের উপর ভিত্তি করে কঠিন পদার্থের পৃষ্ঠের গঠন এবং গঠন। যখন একটি পদার্থ বিকিরণিত হয়, তখন একটি এক্স-রে কোয়ান্টাম এইচভি শোষিত হয় (এইচ-প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবক, ভি-রেডিয়েশন ফ্রিকোয়েন্সি), যার সাথে পরমাণুর ভিতরের বা বাইরের খোলস থেকে একটি ইলেক্ট্রন (ফটোইলেক্ট্রন বলা হয়) নির্গত হয়। শক্তি সংরক্ষণের আইন অনুসারে নমুনায় ইলেক্ট্রন বাঁধাই শক্তি E St সমীকরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়: E St = hv-E kin, যেখানে E kin হল ফটোইলেক্ট্রনের গতিশক্তি। অভ্যন্তরীণ খোলের ইলেক্ট্রনগুলির E St-এর মানগুলি একটি প্রদত্ত পরমাণুর জন্য নির্দিষ্ট, তাই তাদের থেকে রাসায়নিক সংমিশ্রণের সংমিশ্রণটি দ্ব্যর্থহীনভাবে নির্ধারণ করা সম্ভব। সংযোগ উপরন্তু, এই পরিমাণগুলি যৌগের অন্যান্য পরমাণুর সাথে অধ্যয়নের অধীনে পরমাণুর মিথস্ক্রিয়া প্রকৃতিকে প্রতিফলিত করে, অর্থাৎ, তারা রাসায়নিক বন্ধনের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। নমুনার রচনাটি ফোটোইলেক্ট্রন প্রবাহের তীব্রতা I দ্বারা নির্ধারিত হয়। RES-ইলেক্ট্রনিক স্পেকট্রোমিটারের জন্য ডিভাইসের পরিকল্পিত ডায়াগ্রাম চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। নমুনাগুলিকে রেইটজেন টিউব বা সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ থেকে এক্স-রে দিয়ে বিকিরণ করা হয়। ফটোইলেক্ট্রনগুলি বিশ্লেষক-যন্ত্রে প্রবেশ করে, যেখানে একটি নির্দিষ্ট ই কিন সহ ইলেকট্রনগুলি সাধারণ প্রবাহ থেকে মুক্তি পায়। বিশ্লেষক থেকে একরঙা ইলেক্ট্রন প্রবাহকে ফোকাস করার জন্য, এটি ডিটেক্টরের দিকে নির্দেশিত হয়, যেখানে এর তীব্রতা I নির্ধারণ করা হয়। এক্স-রে ইলেকট্রন বর্ণালীতে, বিভিন্ন পরমাণুর নিজস্ব তীব্রতা ম্যাক্সিমা (চিত্র 2) থাকে, যদিও কিছু ম্যাক্সিমা একত্রিত হতে পারে, বর্ধিত তীব্রতা সঙ্গে একটি ব্যান্ড প্রদান. বর্ণালী রেখাগুলি নিম্নরূপ মনোনীত করা হয়েছে: উপাদানটির প্রতীকের পাশে, অধ্যয়নাধীন অরবিটাল বলা হয় (উদাহরণস্বরূপ, Cls স্বরলিপির অর্থ হল কার্বনের 1s অরবিটাল থেকে ফটোইলেক্ট্রনগুলি রেকর্ড করা হয়)।

চিত্র 1 - ইলেকট্রনিক স্পেকট্রোমিটারের স্কিম: 1-বিকিরণ উত্স; 2-নমুনা; 3- বিশ্লেষক; 4-ডিটেক্টর; থেকে রক্ষা করার জন্য 5-ঢাল চৌম্বক ক্ষেত্রচিত্র 2 - Cls ethyltrifluoroacetate RES এর এক্স-রে ইলেক্ট্রন বর্ণালী আপনাকে H ব্যতীত সমস্ত উপাদান অধ্যয়ন করতে দেয়, যখন নমুনায় তাদের বিষয়বস্তু হয় ~ 10 -5 গ্রাম (RES 10 -7 -10 -9 g ব্যবহার করে উপাদান সনাক্তকরণ সীমা) . উপাদানটির আপেক্ষিক বিষয়বস্তু শতাংশের ভগ্নাংশ হতে পারে। নমুনা কঠিন, তরল বা বায়বীয় হতে পারে। একটি পরমাণুর ভেতরের শেলের ইলেক্ট্রনের মান E St, রাসায়নিক যৌগগুলিতে A এই পরমাণুর কার্যকর চার্জ q A এবং যৌগের অন্যান্য সমস্ত পরমাণু দ্বারা সৃষ্ট ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সম্ভাব্য U এর উপর নির্ভর করে: E St = kq A + U , যেখানে k হল আনুপাতিকতা গুণনীয়ক।

সুবিধার জন্য, RES রাসায়নিক স্থানান্তর E St-এর ধারণা প্রবর্তন করে, যা অধ্যয়নের অধীনে যৌগ এবং কিছু মানদণ্ডে E St-এর মধ্যে পার্থক্যের সমান। একটি মান হিসাবে, উপাদানটির স্ফটিক পরিবর্তনের জন্য প্রাপ্ত E St এর মান সাধারণত ব্যবহৃত হয়; উদাহরণস্বরূপ, স্ফটিক সালফার যৌগ S এর গবেষণায় মান হিসাবে কাজ করে। যেহেতু একটি সাধারণ পদার্থ q A 0 এবং U \u003d 0, তারপর E St \u003d kq A + U। এইভাবে, রাসায়নিক স্থানান্তর অধ্যয়নাধীন পরমাণুর উপর একটি ধনাত্মক কার্যকর চার্জ নির্দেশ করে, একটি রাসায়নিক যৌগে A, এবং একটি ঋণাত্মক একটি। একটি ঋণাত্মক চার্জ সম্পর্কে, এবং E St এর মানগুলি পরমাণুর কার্যকর চার্জের সমানুপাতিক। যেহেতু একটি পরমাণু, A-তে কার্যকর চার্জের পরিবর্তন তার জারণ অবস্থা, প্রতিবেশী পরমাণুর প্রকৃতি এবং যৌগের জ্যামিতিক কাঠামোর উপর নির্ভর করে, তাই কার্যকরী গোষ্ঠীর প্রকৃতি, অক্সিডেশন অবস্থা নির্ধারণ করা সম্ভব। পরমাণু, Eb দ্বারা লিগ্যান্ডের সমন্বয়ের পদ্ধতি ইত্যাদি। কার্যকরী পারমাণবিক গোষ্ঠীর ইলেকট্রনের বাঁধাই শক্তি দুর্বলভাবে রাসায়নিক যৌগের প্রকারের উপর নির্ভর করে যেখানে প্রদত্ত কার্যকরী গ্রুপটি অবস্থিত।

1.2 এবংইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি

অপটিক্যাল স্পেকট্রোস্কোপির একটি বিভাগ যা IR অঞ্চলে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের শোষণ এবং প্রতিফলন বর্ণালী অধ্যয়ন করে, অর্থাৎ, 10 -6 থেকে 10 -3 মিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে। শোষিত বিকিরণের তীব্রতার স্থানাঙ্কে - তরঙ্গদৈর্ঘ্য (বা তরঙ্গ সংখ্যা , IR বর্ণালী হল জটিল বক্ররেখা যার বিপুল সংখ্যক ম্যাক্সিমা এবং মিনিমা রয়েছে। অধ্যয়নের অধীনে সিস্টেমের স্থল ইলেকট্রনিক অবস্থার কম্পন স্তরের মধ্যে পরিবর্তনের ফলে শোষণ ব্যান্ডগুলি উপস্থিত হয়। একটি পৃথক অণুর বর্ণালী বৈশিষ্ট্য (ব্যান্ড ম্যাক্সিমার অবস্থান, তাদের অর্ধ-প্রস্থ, তীব্রতা) তার উপাদান পরমাণুর ভর, জ্যামিতিক গঠন, আন্তঃপরমাণু শক্তির বৈশিষ্ট্য, চার্জ বন্টন ইত্যাদির উপর নির্ভর করে। তাই, IR স্পেকট্রা অত্যন্ত স্বতন্ত্র, যা সনাক্তকরণ এবং অধ্যয়ন সংযোগ কাঠামোতে তাদের মান নির্ধারণ করে। স্পেকট্রা ক্লাসিক্যাল স্পেকট্রোফটোমিটার এবং ফুরিয়ার স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করে রেকর্ড করা হয়। একটি ধ্রুপদী স্পেকট্রোফটোমিটারের প্রধান অংশগুলি হল ক্রমাগত তাপীয় বিকিরণের একটি উৎস, একটি মনোক্রোমেটর এবং একটি নন-সিলেক্টিভ রেডিয়েশন ডিটেক্টর। প্রবেশদ্বারের সামনে (কখনও কখনও প্রস্থানের পিছনে) চেরা একটি পদার্থ সহ একটি কিউভেট (একত্রীকরণের যে কোনও অবস্থায়) স্থাপন করা হয়। বিভিন্ন উপকরণ দিয়ে তৈরি প্রিজম (LiF, NaCl, KCl, CsF, ইত্যাদি) এবং একটি ডিফ্র্যাকশন গ্রেটিং একরঙা যন্ত্রের বিচ্ছুরণকারী যন্ত্র হিসেবে ব্যবহৃত হয়। প্রিজম বা ঝাঁঝরি বাঁক করে প্রস্থানের স্লিট এবং রেডিয়েশন রিসিভার (স্ক্যানিং) থেকে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ ক্রমাগত অপসারণ করা হয়। বিকিরণ উত্স হল বিভিন্ন উপকরণ থেকে বৈদ্যুতিক প্রবাহ দ্বারা উত্তপ্ত রড। রিসিভার: সংবেদনশীল থার্মোকল, ধাতু এবং অর্ধপরিবাহী তাপীয় প্রতিরোধক (বোলোমিটার) এবং গ্যাস তাপীয় রূপান্তরকারী, জাহাজের প্রাচীর গরম করার ফলে গ্যাস গরম হয় এবং এর চাপে পরিবর্তন হয়, যা স্থির হয়। আউটপুট সংকেত একটি প্রচলিত বর্ণালী বক্ররেখার ফর্ম আছে. ক্লাসিক্যাল স্কিমের ডিভাইসগুলির সুবিধা: ডিজাইনের সরলতা, কম খরচ। অসুবিধাগুলি: কম সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাতের কারণে দুর্বল সংকেত নিবন্ধন করার অসম্ভবতা, যা দূরবর্তী আইআর অঞ্চলে কাজকে ব্যাপকভাবে জটিল করে তোলে; অপেক্ষাকৃত কম রেজোলিউশন (0.1 সেমি পর্যন্ত -1), দীর্ঘমেয়াদী (মিনিটের মধ্যে) বর্ণালী নিবন্ধন। ফুরিয়ার স্পেকট্রোমিটারের কোন প্রবেশপথ এবং প্রস্থান স্লিট নেই, এবং প্রধান উপাদান একটি ইন্টারফেরোমিটার। উত্স থেকে বিকিরণ প্রবাহ দুটি বিমে বিভক্ত যা নমুনার মধ্য দিয়ে যায় এবং হস্তক্ষেপ করে। মরীচিগুলির পথের পার্থক্য একটি চলমান আয়না দ্বারা বৈচিত্র্যময় যা বিমের একটিকে প্রতিফলিত করে। প্রাথমিক সংকেতটি বিকিরণ উৎসের শক্তি এবং নমুনার শোষণের উপর নির্ভর করে এবং এতে প্রচুর পরিমাণে হারমোনিক উপাদানের যোগফল রয়েছে। স্বাভাবিক আকারে বর্ণালী প্রাপ্ত করার জন্য, সংশ্লিষ্ট ফুরিয়ার রূপান্তরটি একটি অন্তর্নির্মিত কম্পিউটার ব্যবহার করে সঞ্চালিত হয়। ফুরিয়ার স্পেকট্রোমিটারের সুবিধা: উচ্চ সংকেত থেকে শব্দ অনুপাত, বিচ্ছুরণকারী উপাদান পরিবর্তন না করে বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কাজ করার ক্ষমতা, দ্রুত (সেকেন্ডে এবং সেকেন্ডের ভগ্নাংশে) বর্ণালী নিবন্ধন, উচ্চ রেজোলিউশন (0.001 পর্যন্ত) সেমি -1)। অসুবিধা: উত্পাদন জটিলতা এবং উচ্চ খরচ. সমস্ত স্পেকট্রোফোটোমিটার একটি কম্পিউটার দিয়ে সজ্জিত যা বর্ণালীটির প্রাথমিক প্রক্রিয়াকরণ করে: সংকেত জমা করা, শব্দ থেকে তাদের বিচ্ছেদ, পটভূমির বিয়োগ এবং তুলনামূলক বর্ণালী (দ্রাবক বর্ণালী), রেকর্ডিং স্কেল পরিবর্তন, পরীক্ষামূলক বর্ণালী পরামিতিগুলির গণনা, তুলনা প্রদত্তগুলির সাথে বর্ণালী, বর্ণালীর পার্থক্য, ইত্যাদি। আইআর স্পেকট্রোফোটোমিটারের জন্য কুভেটগুলি আইআর অঞ্চলে স্বচ্ছ উপাদান থেকে তৈরি করা হয়। CCl 4, CHCl 3, টেট্রাক্লোরিথিলিন, ভ্যাসলিন তেল সাধারণত দ্রাবক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। কঠিন নমুনাগুলি প্রায়শই চূর্ণ করা হয়, কেবিআর পাউডারের সাথে মিশ্রিত করা হয় এবং ট্যাবলেটগুলিতে সংকুচিত করা হয়। আক্রমনাত্মক তরল এবং গ্যাসের সাথে কাজ করার জন্য, বিশেষভাবে প্রতিরক্ষামূলক আবরণ (Ge, Si) ব্যবহার করা হয় কুভেট জানালায়। যন্ত্রটিকে খালি করে বা নাইট্রোজেন দিয়ে শুদ্ধ করে বাতাসের হস্তক্ষেপকারী প্রভাব দূর করা হয়। দুর্বলভাবে শোষণকারী পদার্থের (বিরল গ্যাস, ইত্যাদি) ক্ষেত্রে, মাল্টিপাস কোষ ব্যবহার করা হয়, যেখানে সমান্তরাল আয়নাগুলির একটি সিস্টেম থেকে একাধিক প্রতিফলনের কারণে অপটিক্যাল পাথের দৈর্ঘ্য শত শত মিটারে পৌঁছে যায়। ম্যাট্রিক্স বিচ্ছিন্নকরণ পদ্ধতি, যেখানে পরীক্ষা গ্যাসকে আর্গনের সাথে মিশ্রিত করা হয় এবং তারপর মিশ্রণটি হিমায়িত করা হয়, ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। ফলস্বরূপ, শোষণ ব্যান্ডগুলির অর্ধ-প্রস্থ তীব্রভাবে হ্রাস পায় এবং বর্ণালী আরও বৈপরীত্য হয়ে ওঠে। একটি বিশেষ মাইক্রোস্কোপিক কৌশল ব্যবহার করে খুব ছোট আকারের (মিমি ভগ্নাংশ) বস্তুর সাথে কাজ করা সম্ভব করে তোলে। কঠিন পদার্থের পৃষ্ঠের বর্ণালী নিবন্ধন করতে, হতাশ মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এটি মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন প্রিজম থেকে উদ্ভূত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের শক্তির একটি পদার্থের পৃষ্ঠ স্তর দ্বারা শোষণের উপর ভিত্তি করে, যা অধ্যয়নের অধীনে পৃষ্ঠের সাথে অপটিক্যাল যোগাযোগে রয়েছে। ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি মিশ্রণের বিশ্লেষণ এবং বিশুদ্ধ পদার্থ সনাক্তকরণের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। পরিমাণগত বিশ্লেষণ Bouguer-Lambert-Beer আইনের উপর ভিত্তি করে, অর্থাৎ, একটি নমুনায় একটি পদার্থের ঘনত্বের উপর শোষণ ব্যান্ডের তীব্রতার নির্ভরতার উপর। এই ক্ষেত্রে, পদার্থের সংখ্যা আলাদা করা শোষণ ব্যান্ড দ্বারা নয়, তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিস্তৃত পরিসরে সামগ্রিকভাবে বর্ণালী বক্ররেখা দ্বারা বিচার করা হয়। যদি উপাদানের সংখ্যা ছোট হয় (4−5), তাহলে তাদের বর্ণালীগুলিকে গাণিতিকভাবে আলাদা করা সম্ভব, এমনকি যদি পরেরটি উল্লেখযোগ্যভাবে ওভারল্যাপ করে। পরিমাণগত বিশ্লেষণের ত্রুটি, একটি নিয়ম হিসাবে, শতাংশের একটি ভগ্নাংশ। বিশুদ্ধ পদার্থ সনাক্তকরণ সাধারণত কম্পিউটার মেমরিতে সংরক্ষিত স্পেকট্রার সাথে বিশ্লেষণকৃত বর্ণালীকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে তুলনা করে তথ্য পুনরুদ্ধার ব্যবস্থার সাহায্যে সম্পন্ন করা হয়। নতুন পদার্থ সনাক্ত করতে (যার অণুতে 100টি পরমাণু থাকতে পারে), সিস্টেমগুলি ব্যবহার করা হয় কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা. এই সিস্টেমগুলিতে, বর্ণালী কাঠামোগত পারস্পরিক সম্পর্কের উপর ভিত্তি করে, মোলার কাঠামো তৈরি করা হয়, তারপরে তাদের তাত্ত্বিক বর্ণালী তৈরি করা হয়, যা পরীক্ষামূলক ডেটার সাথে তুলনা করা হয়। ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপির মাধ্যমে অণু এবং অন্যান্য বস্তুর গঠন অধ্যয়ন মডেলের পরামিতি সম্পর্কে তথ্য প্রাপ্ত করা এবং গাণিতিকভাবে তথাকথিত সমাধানের জন্য হ্রাস করা জড়িত। বিপরীত বর্ণালী সমস্যা। এই ধরনের সমস্যার সমাধান বিশেষ ব্যবহার করে গণনা করা পছন্দসই পরামিতিগুলির ধারাবাহিক অনুমান দ্বারা বাহিত হয়। বর্ণালী বক্ররেখা থেকে পরীক্ষামূলক বক্ররেখার তত্ত্ব। পরামিতি বলে। মডেলগুলি হল পরমাণুর ভর যা সিস্টেম তৈরি করে, বন্ডের দৈর্ঘ্য, বন্ধন এবং টর্শন কোণ, সম্ভাব্য পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য (বল ধ্রুবক, ইত্যাদি), বন্ধনের ডাইপোল মুহূর্ত এবং বন্ডের দৈর্ঘ্যের ক্ষেত্রে তাদের ডেরিভেটিভ ইত্যাদি। ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি তৈরি করে স্থানিক এবং গঠনমূলক আইসোমারগুলি সনাক্ত করা, অন্তঃ- এবং আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া, রাসায়নিক বন্ধনের প্রকৃতি, অণুতে চার্জের বন্টন, ফেজ রূপান্তর, গতিবিদ্যা অধ্যয়ন করা সম্ভব রাসায়নিক বিক্রিয়ার, স্বল্পস্থায়ী (জীবনকাল 10 -6 সেকেন্ড পর্যন্ত) কণা নিবন্ধন করুন, পৃথক জিওমগুলি পরিমার্জন করুন। পরামিতি, থার্মোডাইনামিক ফাংশন গণনা করার জন্য ডেটা প্রাপ্ত করা, ইত্যাদি যা বর্ণালীতে ব্যান্ডের অবস্থান এবং তাদের তীব্রতা নির্ধারণ করে। পলিমার সহ 100টি পরমাণু সমন্বিত অণুর বর্ণালীর গণনা একটি কম্পিউটার ব্যবহার করে করা হয়। এই ক্ষেত্রে, মোলের বৈশিষ্ট্যগুলি জানা প্রয়োজন। মডেল (বল ধ্রুবক, ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল প্যারামিটার, ইত্যাদি), যা সংশ্লিষ্ট বিপরীত বর্ণালী সমস্যার সমাধান করে বা কোয়ান্টাম রাসায়নিক গণনার মাধ্যমে পাওয়া যায়। উভয় ক্ষেত্রেই, সাধারণত প্রথম চারটি পিরিয়ডের পরমাণু সমন্বিত অণুর তথ্য পাওয়া সম্ভব। পর্যায়ক্রমিক সিস্টেম. অতএব, অণুর গঠন অধ্যয়ন করার পদ্ধতি হিসাবে ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি জৈব এবং জৈব উপাদান রসায়নে সবচেয়ে ব্যাপক হয়ে উঠেছে। কিছু ক্ষেত্রে, IR অঞ্চলের গ্যাসগুলির জন্য, কম্পনমূলক ব্যান্ডগুলির ঘূর্ণন কাঠামো পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব। এটি ডাইপোল মুহূর্ত এবং জিওম গণনা করা সম্ভব করে তোলে। অণুর পরামিতি, বল ধ্রুবক নির্দিষ্ট করুন, ইত্যাদি

1.3 বিবর্তন পদ্ধতি

একটি পদার্থের গঠন অধ্যয়নের জন্য ডিফ্র্যাকশন পদ্ধতিগুলি এক্স-রে (সিনক্রোট্রন সহ) বিকিরণ, ইলেকট্রন বা নিউট্রন প্রবাহের অধ্যয়নের অধীনে পদার্থের বিক্ষিপ্ততার তীব্রতার কৌণিক বিতরণের অধ্যয়নের উপর ভিত্তি করে। এক্স-রে, ইলেক্ট্রন ডিফ্র্যাকশন, নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন আলাদা কর। সমস্ত ক্ষেত্রে, প্রাথমিক, প্রায়শই একরঙা, মরীচি অধ্যয়নাধীন বস্তুর দিকে পরিচালিত হয় এবং বিক্ষিপ্ত প্যাটার্ন বিশ্লেষণ করা হয়। বিক্ষিপ্ত বিকিরণ ফটোগ্রাফি বা কাউন্টারের সাহায্যে নিবন্ধিত হয়। যেহেতু বিকিরণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য সাধারণত 0.2 nm এর বেশি হয় না, অর্থাৎ, একটি পদার্থের পরমাণুর মধ্যে দূরত্বের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ (0.1-0.4 nm), আপতিত তরঙ্গের বিক্ষিপ্ততা হল পরমাণু দ্বারা বিচ্ছুরণ। বিবর্তন প্যাটার্ন থেকে, কেউ নীতিগতভাবে একটি পদার্থের পারমাণবিক গঠন পুনর্গঠন করতে পারে। স্থিতিস্থাপক বিচ্ছুরণের প্যাটার্ন এবং স্পেস, বিক্ষিপ্ত কেন্দ্রগুলির অবস্থানের মধ্যে সংযোগ বর্ণনাকারী তত্ত্বটি সমস্ত বিকিরণের জন্য একই। যাইহোক, যেহেতু পদার্থের সাথে বিভিন্ন ধরণের বিকিরণের মিথস্ক্রিয়া একটি ভিন্ন শারীরিক আছে। প্রকৃতি, নির্দিষ্ট ফর্ম এবং বিচ্ছুরণের বৈশিষ্ট্য। নিদর্শনগুলি পরমাণুর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। অতএব, বিভিন্ন বিচ্ছুরণ পদ্ধতি একে অপরের পরিপূরক তথ্য প্রদান করে।

বিবর্তন তত্ত্বের মৌলিক বিষয় . ফ্ল্যাট একরঙা। একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং একটি তরঙ্গ ভেক্টর সহ একটি তরঙ্গ, যেখানে এটি একটি ভরবেগ সহ কণার মরীচি হিসাবে বিবেচিত হতে পারে, যেখানে পরমাণুর সংগ্রহ দ্বারা বিক্ষিপ্ত তরঙ্গের প্রশস্ততা সমীকরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়:

পারমাণবিক ফ্যাক্টর গণনা করতে একই সূত্র ব্যবহার করা হয়, যা পরমাণুর ভিতরে বিক্ষিপ্ত ঘনত্বের বন্টন বর্ণনা করে। পারমাণবিক ফ্যাক্টরের মান প্রতিটি ধরনের বিকিরণের জন্য নির্দিষ্ট। এক্স-রে পরমাণুর ইলেক্ট্রন শেল দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয়। সংশ্লিষ্ট পারমাণবিক ফ্যাক্টর সংখ্যাগতভাবে একটি পরমাণুর ইলেকট্রনের সংখ্যার সমান, যদি ইলেকট্রনিক ইউনিটের নামে প্রকাশ করা হয়, অর্থাৎ, একটি মুক্ত ইলেকট্রন দ্বারা এক্স-রে বিচ্ছুরণ প্রশস্ততার আপেক্ষিক ইউনিটে। ইলেকট্রনের বিক্ষিপ্ততা পরমাণুর ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সম্ভাব্যতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। একটি ইলেক্ট্রনের পারমাণবিক ফ্যাক্টর এর সাথে সম্পর্কিত:

অণু স্পেকট্রোস্কোপি ডিফ্রাকশন কোয়ান্টাম ড্যাশড) এবং পারমাণবিক সংখ্যা Z থেকে নিউট্রন অধ্যয়ন করুন

সঠিক গণনাগুলি ইলেক্ট্রন ঘনত্বের বন্টনের বিচ্যুতি বা গোলাকার প্রতিসাম্য থেকে পরমাণুর সম্ভাব্যতা এবং নাম পারমাণবিক তাপমাত্রা ফ্যাক্টর বিবেচনা করে, যা বিক্ষিপ্তকরণের উপর পরমাণুর তাপীয় কম্পনের প্রভাবকে বিবেচনা করে। বিকিরণের জন্য, পরমাণুর ইলেক্ট্রন শেলগুলিতে বিক্ষিপ্ত হওয়ার পাশাপাশি, নিউক্লিয়াসের উপর অনুরণন বিচ্ছুরণও একটি ভূমিকা পালন করতে পারে। বিক্ষিপ্ত ফ্যাক্টর f m ঘটনা এবং বিক্ষিপ্ত তরঙ্গের তরঙ্গ ভেক্টর এবং মেরুকরণ ভেক্টরের উপর নির্ভর করে। একটি বস্তু দ্বারা বিক্ষিপ্ত হওয়ার তীব্রতা I(গুলি) প্রশস্ততা মডুলাসের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক: I(গুলি)~|F(গুলি)| 2. পরীক্ষামূলকভাবে, শুধুমাত্র মডুলি |F(গুলি)| নির্ধারণ করা যেতে পারে, এবং বিক্ষিপ্ত ঘনত্ব ফাংশন ® গঠন করতে, প্রতিটি s-এর পর্যায়গুলি (গুলি) জানাও প্রয়োজন৷ তবুও, বিবর্তন পদ্ধতির তত্ত্বটি পরিমাপকৃত I(গুলি) থেকে ফাংশন ® প্রাপ্ত করা সম্ভব করে, অর্থাৎ, পদার্থের গঠন নির্ধারণ করা। এই ক্ষেত্রে, সেরা ফলাফল স্ফটিক গবেষণায় প্রাপ্ত করা হয়। গাঠনিক পর্যবেকক্ষণ. একটি একক স্ফটিক একটি কঠোরভাবে নির্দেশিত সিস্টেম; তাই, বিচ্ছুরণের সময়, শুধুমাত্র বিচ্ছিন্ন বিক্ষিপ্ত বিম তৈরি হয়, যার জন্য বিক্ষিপ্ত ভেক্টরটি পারস্পরিক জালি ভেক্টরের সমান।

পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারিত মানগুলি থেকে ফাংশন (x, y, z) তৈরি করতে, ট্রায়াল এবং ত্রুটি পদ্ধতি, আন্তঃপরমাণু দূরত্বের ফাংশন নির্মাণ এবং বিশ্লেষণ, আইসোমরফিক প্রতিস্থাপনের পদ্ধতি এবং পর্যায়গুলি নির্ধারণের জন্য সরাসরি পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। একটি কম্পিউটারে পরীক্ষামূলক ডেটা প্রক্রিয়াকরণের ফলে বিক্ষিপ্ত ঘনত্ব বিতরণ মানচিত্রের আকারে কাঠামো পুনর্গঠন করা সম্ভব হয়। স্ফটিক কাঠামো এক্স-রে কাঠামোগত বিশ্লেষণ ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা হয়। এই পদ্ধতি দ্বারা 100 হাজারেরও বেশি স্ফটিক কাঠামো নির্ধারণ করা হয়েছে।

অজৈব স্ফটিকগুলির জন্য, বিভিন্ন পরিশোধন পদ্ধতি ব্যবহার করে (শোষণের জন্য অ্যাকাউন্ট সংশোধন, পারমাণবিক তাপমাত্রা ফ্যাক্টরের অ্যানিসোট্রপি ইত্যাদি) ব্যবহার করে 0.05 পর্যন্ত রেজোলিউশন সহ ফাংশনটি পুনরুদ্ধার করা সম্ভব।

চিত্র 4 - স্ফটিক কাঠামোর পারমাণবিক ঘনত্বের অভিক্ষেপ এটি আপনাকে পরমাণুর তাপীয় কম্পনের অ্যানিসোথেরাপি, রাসায়নিক বন্ধনের কারণে ইলেকট্রন বিতরণের বৈশিষ্ট্য ইত্যাদি নির্ধারণ করতে দেয়। এক্স-রে বিবর্তন বিশ্লেষণ ব্যবহার করে এটি সম্ভব। প্রোটিন স্ফটিকগুলির পারমাণবিক কাঠামোর পাঠোদ্ধার করুন, যার অণুতে হাজার হাজার পরমাণু রয়েছে। এক্স-রে বিবর্তন স্ফটিকের ত্রুটিগুলি অধ্যয়ন করতে (এক্স-রে টপোগ্রাফিতে), কাছাকাছি-পৃষ্ঠের স্তরগুলি অধ্যয়ন করতে (এক্স-রে স্পেকট্রোমেট্রিতে) এবং গুণগত এবং পরিমাণগতভাবে পলিক্রিস্টালাইন পদার্থের ফেজ গঠন নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়। স্ফটিক গঠন অধ্যয়ন করার জন্য একটি পদ্ধতি হিসাবে ইলেকট্রন বিবর্তন একটি ট্রেস আছে. বৈশিষ্ট্য: 1) ইলেকট্রনের সাথে পদার্থের মিথস্ক্রিয়া এক্স-রেগুলির তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী, তাই 1-100 এনএম পুরুত্বের পদার্থের পাতলা স্তরগুলিতে বিচ্ছুরণ ঘটে; 2) f e নির্ভর করে পারমাণবিক নিউক্লিয়াস f p এর চেয়ে দুর্বল, যা ভারী পরমাণুর উপস্থিতিতে হালকা পরমাণুর অবস্থান নির্ধারণ করা সহজ করে তোলে; কাঠামোগত ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ ব্যাপকভাবে সূক্ষ্মভাবে বিচ্ছুরিত বস্তু অধ্যয়ন করার জন্য, সেইসাথে বিভিন্ন ধরণের টেক্সচার (কাদামাটির খনিজ, অর্ধপরিবাহী ফিল্ম, ইত্যাদি) অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়। স্বল্প-শক্তির ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ (10 -300 eV, 0.1-0.4 nm) হল স্ফটিক পৃষ্ঠতলের অধ্যয়নের জন্য একটি কার্যকর পদ্ধতি: পরমাণুর বিন্যাস, তাদের তাপীয় কম্পনের প্রকৃতি ইত্যাদি। ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি একটি বিচ্ছুরণ থেকে বস্তুর চিত্র পুনরুদ্ধার করে। প্যাটার্ন এবং 0.2 −0.5 nm রেজোলিউশন সহ স্ফটিকগুলির গঠন অধ্যয়ন করা সম্ভব করে তোলে। কাঠামোগত বিশ্লেষণের জন্য নিউট্রনের উৎস হল দ্রুত নিউট্রন পারমাণবিক চুল্লি, সেইসাথে স্পন্দিত চুল্লি। নিউট্রনের ম্যাক্সওয়েলিয়ান বেগ বন্টনের কারণে চুল্লি চ্যানেল ছেড়ে নিউট্রন রশ্মির বর্ণালী ক্রমাগত থাকে (এর সর্বোচ্চ 100°C 0.13 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে মিলে যায়)।

রশ্মি একরঙাকরণ বিভিন্ন উপায়ে পরিচালিত হয় - একরঙা স্ফটিক ইত্যাদির সাহায্যে। এক্স-রে কাঠামোগত ডেটা পরিমার্জন এবং পরিপূরক করার জন্য, একটি নিয়ম হিসাবে, নিউট্রন বিচ্ছুরণ ব্যবহার করা হয়। f এবং পারমাণবিক সংখ্যার উপর একঘেয়ে নির্ভরতার অনুপস্থিতি হালকা পরমাণুর অবস্থান মোটামুটি সঠিকভাবে নির্ধারণ করা সম্ভব করে তোলে। উপরন্তু, একই মৌলের আইসোটোপগুলিতে f এবং (উদাহরণস্বরূপ, f এবং হাইড্রোকার্বন 3.74.10 13 সেমি, ডিউটেরিয়াম 6.67.10 13 সেমি) খুব আলাদা মান থাকতে পারে। এটি আইসোটোপের অবস্থান অধ্যয়ন করা এবং অতিরিক্ত তথ্য পেতে সম্ভব করে তোলে। আইসোটোপিক প্রতিস্থাপন দ্বারা গঠন সম্পর্কে তথ্য। চৌম্বকীয় মিথস্ক্রিয়া গবেষণা। পরমাণুর চৌম্বক মুহূর্ত সহ নিউট্রন চৌম্বকীয় পরমাণুর ঘূর্ণন সম্পর্কে তথ্য দেয়। Mössbauer বিকিরণ একটি অত্যন্ত ছোট লাইন প্রস্থ - 10 8 eV দ্বারা আলাদা করা হয় (যেখানে এক্স-রে টিউবগুলির বৈশিষ্ট্যযুক্ত বিকিরণের লাইনের প্রস্থ হল 1 eV)। এটি একটি উচ্চ টেম্পোরাল এবং স্থান কারণ. অনুরণিত পারমাণবিক বিচ্ছুরণের সামঞ্জস্য, যা বিশেষ করে চৌম্বক ক্ষেত্র এবং গ্রেডিয়েন্ট অধ্যয়ন করা সম্ভব করে তোলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রনিউক্লিয়াসের উপর পদ্ধতির সীমাবদ্ধতা হল Mössbauer উত্সের কম শক্তি এবং নিউক্লিয়াসের অধ্যয়নের অধীনে স্ফটিকের বাধ্যতামূলক উপস্থিতি যার জন্য Mössbauer প্রভাব পরিলক্ষিত হয়। অ-ক্রিস্টালাইন পদার্থের কাঠামোগত বিশ্লেষণ। গ্যাস, তরল এবং নিরাকার কঠিন পদার্থের স্বতন্ত্র অণুগুলি মহাশূন্যে ভিন্নভাবে ভিত্তিক; তাই, বিক্ষিপ্ত তরঙ্গের পর্যায়গুলি নির্ধারণ করা সাধারণত অসম্ভব। এই ক্ষেত্রে, বিক্ষিপ্ত তীব্রতা সাধারণত তথাকথিত ব্যবহার করে প্রতিনিধিত্ব করা হয়। আন্তঃপরমাণু ভেক্টর r jk , যা অণুতে বিভিন্ন পরমাণুর (j এবং k) জোড়া সংযুক্ত করে: r jk = r j - r k। বিক্ষিপ্ত প্যাটার্নটি সমস্ত অভিযোজনের উপর গড় করা হয়:

2 তাত্ত্বিক পদ্ধতি

2.1 আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি

কোয়ান্টাম রসায়নের আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতি, মোল গণনা করার পদ্ধতি। পরীক্ষামূলক ডেটা জড়িত থাকার সাথে একটি পদার্থের বৈশিষ্ট্য বা বৈশিষ্ট্য। সারমর্মে, আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতিগুলি পলিআটমিক সিস্টেমের জন্য শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ সমাধানের জন্য অ-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতির অনুরূপ, তবে, আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতিতে গণনার সুবিধার্থে, অতিরিক্তগুলি চালু করা হয়। সরলীকরণ একটি নিয়ম হিসাবে, এই সরলীকরণগুলি ভ্যালেন্স আনুমানিকতার সাথে সম্পর্কিত, অর্থাৎ, এগুলি কেবলমাত্র ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের বর্ণনার উপর ভিত্তি করে, সেইসাথে অ-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতির সঠিক সমীকরণগুলিতে আণবিক অখণ্ডের নির্দিষ্ট শ্রেণীর অবহেলার সাথে আধা-অভিজ্ঞতামূলক গণনা করা হয়।

অভিজ্ঞতামূলক পরামিতিগুলির পছন্দ অ-অভিজ্ঞতামূলক গণনার অভিজ্ঞতার সাধারণীকরণের উপর ভিত্তি করে, অণুর গঠন এবং ঘটনা সংক্রান্ত নিয়মিততা সম্পর্কে রাসায়নিক ধারণাগুলিকে বিবেচনায় নিয়ে। বিশেষ করে, এই পরামিতিগুলি ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রনের প্রভাব আনুমানিক করার জন্য, মূল ইলেকট্রন দ্বারা তৈরি কার্যকর সম্ভাব্যতা নির্ধারণের জন্য প্রয়োজনীয়। .

পিয়ার সম্পর্কে ধারণার উপর ভিত্তি করে সবচেয়ে সাধারণ আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি। অরবিটাল (দেখুন আণবিক অরবিটাল পদ্ধতি, অরবিটাল)। এলসিএও আনুমানিক সংমিশ্রণে, এটি পারমাণবিক অরবিটালে অখণ্ডের পরিপ্রেক্ষিতে একটি অণুর হ্যামিলটোনিয়ানকে প্রকাশ করা সম্ভব করে তোলে। মোলে আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি নির্মাণ করার সময়। ইন্টিগ্রেলগুলি একই ইলেক্ট্রনের স্থানাঙ্কের (ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপ) উপর নির্ভর করে অরবিটালের পণ্যগুলিকে আলাদা করে, এবং কিছু শ্রেণী পূর্ণাঙ্গকে অবহেলা করে। উদাহরণস্বরূপ, যদি a-তে ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপ cacb ধারণ করা সমস্ত পূর্ণাঙ্গকে শূন্য হিসাবে বিবেচনা করা হয়। b, এটা তথাকথিত সক্রিয় আউট. ডিফারেনশিয়ালের সম্পূর্ণ অবহেলার পদ্ধতি। ওভারল্যাপ (PPDP, ইংরেজি ট্রান্সক্রিপশনে CNDO- ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপের সম্পূর্ণ অবহেলা)। এছাড়াও ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপের আংশিক বা পরিবর্তিত আংশিক অবহেলা প্রয়োগ করুন (যথাক্রমে, NPFS বা MFPR, অনুযায়ী ইংরেজি প্রতিলিপি ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপের INDO-মধ্যবর্তী অবহেলা এবং MINDO-সংশোধিত INDO), ডায়াটমিক ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপের উপেক্ষা - PDDP, বা ডায়াটমিক ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপের অবহেলা (NDDO), - ডায়াটমিক ওভারল্যাপের অবহেলার পরিবর্তন (MTDP, বা ডায়াটমিক ওভারল্যাপের পরিবর্তিত অবহেলা, MNDO) ) একটি নিয়ম হিসাবে, প্রতিটি আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতির বিভিন্ন রূপ রয়েছে, যা সাধারণত স্ল্যাশের পরে একটি সংখ্যা বা একটি অক্ষর দ্বারা পদ্ধতির নামে নির্দেশিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, PPDP/2, MCHPDP/3, MPDP/2 পদ্ধতিগুলি স্থল ইলেকট্রনিক অবস্থায় আণবিক নিউক্লিয়াসের ভারসাম্য কনফিগারেশন, চার্জ বিতরণ, আয়নকরণ সম্ভাবনা, রাসায়নিক যৌগ গঠনের এনথালপি গণনার জন্য প্যারামিটারাইজ করা হয়, PDDP পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। ঘূর্ণনের ঘনত্ব গণনা করতে। বৈদ্যুতিন উত্তেজনার শক্তি গণনা করার জন্য, বর্ণালী পরামিতিকরণ (PPDP/S পদ্ধতি) ব্যবহার করা হয়। আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতির নামে সংশ্লিষ্ট কম্পিউটার প্রোগ্রামগুলি ব্যবহার করাও সাধারণ। উদাহরণস্বরূপ, TMAP পদ্ধতির বর্ধিত সংস্করণগুলির একটিকে অস্টিন মডেল বলা হয়, যেমনটি সংশ্লিষ্ট প্রোগ্রাম (অস্টিন মডেল, এএম)। আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতির কয়েকশত ভিন্ন রূপ রয়েছে, বিশেষ করে, কনফিগারেশন মিথস্ক্রিয়া পদ্ধতির অনুরূপ আধা-অনুভবমূলক পদ্ধতিগুলি বিকাশ করা হয়েছে। আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতির বিভিন্ন রূপের বাহ্যিক সাদৃশ্যের সাথে, তাদের প্রতিটি শুধুমাত্র সেই বৈশিষ্ট্যগুলি গণনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যার জন্য পরীক্ষামূলক পরামিতিগুলি ক্রমাঙ্কিত করা হয়েছিল। নায়েবে। প্রতিটি পিয়ার সহজ আধা-অভিজ্ঞতামূলক গণনা. ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রনগুলির জন্য একটি অরবিটালকে একটি হ্যামিলটন অপারেটরের সাথে এক-ইলেক্ট্রন শ্রোডিঙ্গার সমীকরণের সমাধান হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যা নিউক্লিয়াসের ক্ষেত্রে অবস্থিত একটি ইলেক্ট্রনের জন্য একটি মডেল সম্ভাব্য (সিউডোপোটেনশিয়াল) এবং সিস্টেমের অন্যান্য সমস্ত ইলেক্ট্রনের গড় ক্ষেত্র রয়েছে৷ প্রাথমিক ফাংশন বা তাদের উপর ভিত্তি করে অখণ্ড অপারেটরগুলির সাহায্যে এই ধরনের সম্ভাব্যতা সরাসরি সেট করা হয়। LCAO আনুমানিক সংমিশ্রণে, এই পদ্ধতিটি অনেকগুলি সংযোজিত এবং সুগন্ধযুক্ত তিলের জন্য অনুমতি দেয়। সিস্টেমগুলিকে পি-ইলেক্ট্রনের বিশ্লেষণের মধ্যে সীমাবদ্ধ রাখতে হবে (হাকেল পদ্ধতি দেখুন), সমন্বয় যৌগগুলির জন্য, লিগ্যান্ড ক্ষেত্র তত্ত্ব এবং স্ফটিক ক্ষেত্র তত্ত্বের গণনা পদ্ধতি ব্যবহার করুন, উদাহরণস্বরূপ, ম্যাক্রোমলিকিউলসের গবেষণায়। প্রোটিন, বা স্ফটিক গঠন, আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি প্রায়শই ব্যবহার করা হয়, যেখানে ইলেকট্রনিক কাঠামো বিশ্লেষণ করা হয় না, তবে সম্ভাব্য শক্তি পৃষ্ঠ সরাসরি নির্ধারিত হয়। সিস্টেমের শক্তিকে আনুমানিকভাবে পরমাণুর মিথস্ক্রিয়ার জোড়া সম্ভাবনার সমষ্টি হিসাবে বিবেচনা করা হয়, উদাহরণস্বরূপ। মোর্স (মোর্স) বা লেনার্ড-জোনস সম্ভাব্যতা (আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া দেখুন)। এই ধরনের আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতি ভারসাম্য জ্যামিতি, গঠনমূলক প্রভাব, আইসোমারাইজেশন শক্তি, ইত্যাদি গণনা করা সম্ভব করে তোলে। প্রায়শই, অণুর পৃথক খণ্ডের জন্য নির্ধারিত বহুকণা সংশোধনের সাথে জোড়া সম্ভাবনার পরিপূরক হয়। এই ধরনের আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতিগুলিকে সাধারণত আণবিক বলবিদ্যা হিসাবে উল্লেখ করা হয়। বৃহত্তর অর্থে, আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতিগুলি যে কোনও পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত করে সিদ্ধান্ত দ্বারা নির্ধারিতবিপরীত সমস্যা পরামিতি mol. সিস্টেমগুলি নতুন পরীক্ষামূলক ডেটার ভবিষ্যদ্বাণী, পারস্পরিক সম্পর্ক নির্মাণের জন্য ব্যবহৃত হয়। এই অর্থে, আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতি হল প্রতিক্রিয়াশীলতা, পরমাণুর উপর কার্যকর চার্জ ইত্যাদি অনুমান করার পদ্ধতি। একটি পারস্পরিক সম্পর্কের সাথে ইলেকট্রনিক কাঠামোর একটি আধা-অনুভূতিমূলক গণনার সমন্বয়। অনুপাত আপনাকে বিভিন্ন পদার্থের জৈবিক কার্যকলাপ, রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতি, প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলির পরামিতিগুলি মূল্যায়ন করতে দেয়। আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতিতে কিছু সংযোজনমূলক স্কিমও অন্তর্ভুক্ত থাকে, উদাহরণস্বরূপ। রাসায়নিক তাপগতিবিদ্যায় ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলি একটি অণুর পৃথক খণ্ডের অবদানের যোগফল হিসাবে গঠনের শক্তি অনুমান করার জন্য। কোয়ান্টাম রসায়নের আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি এবং অ-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতির নিবিড় বিকাশ তাদের গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার করে তোলে আধুনিক গবেষণারাসায়নিক প্রক্রিয়া রূপান্তর, রসায়নের প্রাথমিক কার্যের গতিবিদ্যা। প্রতিক্রিয়া, জৈব রাসায়নিক এবং প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার মডেলিং। সঠিকভাবে ব্যবহার করা হলে (নির্মাণের নীতিগুলি এবং প্যারামিটারগুলিকে ক্রমাঙ্কন করার পদ্ধতিগুলি বিবেচনায় নিয়ে), আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতিগুলি অণুগুলির গঠন এবং বৈশিষ্ট্য, তাদের রূপান্তর সম্পর্কে নির্ভরযোগ্য তথ্য সরবরাহ করে।

2.2অ-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতি

কম্পিউটেশনাল কোয়ান্টাম রসায়নের একটি মৌলিকভাবে ভিন্ন দিক, যা একটি বিশাল ভূমিকা পালন করেছিল আধুনিক উন্নয়নসামগ্রিকভাবে রসায়ন, এক-ইলেক্ট্রন (3.18) এবং দ্বি-ইলেকট্রন (3.19)-(3.20) সমাঙ্গিকগুলির গণনার সম্পূর্ণ বা আংশিক প্রত্যাখ্যানের মধ্যে থাকে যা HF পদ্ধতিতে প্রদর্শিত হয়। সঠিক ফক অপারেটরের পরিবর্তে, একটি আনুমানিক ব্যবহার করা হয়, যার উপাদানগুলি পরীক্ষামূলকভাবে প্রাপ্ত হয়। ফক অপারেটরের পরামিতিগুলি প্রতিটি পরমাণুর জন্য (কখনও কখনও একটি নির্দিষ্ট পরিবেশ বিবেচনা করে) বা পরমাণুর জোড়ার জন্য নির্বাচিত হয়: সেগুলি হয় স্থির থাকে বা পরমাণুর মধ্যে দূরত্বের উপর নির্ভর করে। এই ক্ষেত্রে, এটি প্রায়ই (কিন্তু অগত্যা নয় - নীচে দেখুন) যে বহু-ইলেক্ট্রন তরঙ্গ ফাংশন এক-নির্ধারক বলে ধরে নেওয়া হয়, ভিত্তিটি ন্যূনতম, এবং পারমাণবিক অরবিটালগুলি X; - OST Xr-এর প্রতিসম অর্থোগোনাল সংমিশ্রণগুলি স্লেটার ফাংশনগুলির দ্বারা আসল AO-এর আনুমানিক অনুমান করে এই ধরনের সংমিশ্রণগুলি সহজেই পাওয়া যেতে পারে। "এক্সজে(2.41) রূপান্তরের সাহায্যে আধা-অভিজ্ঞতামূলক পদ্ধতিগুলি অ-অভিজ্ঞতার তুলনায় অনেক দ্রুত কাজ করে। এগুলি বড় (প্রায়শই খুব বড়, যেমন জৈবিক) সিস্টেমে প্রযোজ্য এবং নির্দিষ্ট শ্রেণীর যৌগগুলির জন্য আরও সঠিক ফলাফল দেয়। যাইহোক, এটি বোঝা উচিত যে এটি বিশেষভাবে নির্বাচিত পরামিতিগুলির মাধ্যমে অর্জন করা হয় যা শুধুমাত্র একটি সংকীর্ণ শ্রেণীর যৌগগুলির মধ্যে বৈধ। অন্যান্য যৌগগুলিতে স্থানান্তরিত হলে, একই পদ্ধতিগুলি সম্পূর্ণ ভুল ফলাফল দিতে পারে। উপরন্তু, প্যারামিটারগুলি প্রায়শই এমনভাবে বেছে নেওয়া হয় যাতে শুধুমাত্র নির্দিষ্ট আণবিক বৈশিষ্ট্যগুলি পুনরুত্পাদন করা যায়; অতএব, গণনা প্রকল্পে ব্যবহৃত পৃথক পরামিতিগুলির সাথে একটি শারীরিক অর্থ সংযুক্ত করা উচিত নয়। আসুন আধা-অনুভূতিমূলক পদ্ধতিতে ব্যবহৃত প্রধান অনুমানগুলি তালিকাভুক্ত করি।

1. শুধুমাত্র ভ্যালেন্স ইলেকট্রন বিবেচনা করা হয়। এটা বিশ্বাস করা হয় যে পারমাণবিক কোরের অন্তর্গত ইলেকট্রন শুধুমাত্র নিউক্লিয়াসকে পর্দা করে। অতএব, এই ইলেকট্রনগুলির প্রভাবকে নিউক্লিয়ার সাথে নয়, পারমাণবিক কোরের সাথে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের মিথস্ক্রিয়া বিবেচনা করে এবং ইন্টারনিউক্লিয়ার বিকর্ষণ শক্তির পরিবর্তে মূল বিকর্ষণ শক্তি প্রবর্তন করে বিবেচনা করা হয়। মূল মেরুকরণ উপেক্ষিত হয়।

2. MO বিচ্ছিন্ন পরমাণুর সর্বোচ্চ ইলেক্ট্রন-জনবহুল অরবিটালের (ন্যূনতম ভিত্তি) সাথে সংশ্লিষ্ট প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যার সাথে শুধুমাত্র AO কে বিবেচনা করে। এটা ধরে নেওয়া হয় যে ভিত্তি ফাংশনগুলি অর্থনর্মাল পারমাণবিক অরবিটালের একটি সেট গঠন করে - OST, Löwdin অনুসারে অর্থোগোনালাইজড।

3. দুই-ইলেক্ট্রন কুলম্ব এবং এক্সচেঞ্জ ইন্টিগ্রেলের জন্য, শূন্য ডিফারেনশিয়াল ওভারল্যাপের আনুমানিকতা (NDO) চালু করা হয়।

একটি কাঠামোগত অঞ্চলের মধ্যে একটি আণবিক কাঠামো একটি অণুর পরিবর্তনের একটি সেটের সাথে মিলিত হতে পারে যা নিউক্লিয়াসের বিভিন্ন স্থানিক সংস্থার সাথে ভ্যালেন্স রাসায়নিক বন্ধনের একই সিস্টেম বজায় রাখে। এই ক্ষেত্রে, গভীর PES ন্যূনতম অতিরিক্ত কিছু অগভীর (শক্তির সমতুল্য বা অতুলনীয়) মিনিমাম ছোট সম্ভাব্য বাধা দ্বারা পৃথক করা হয়েছে। একটি অণুর বিভিন্ন স্থানিক রূপ যা একটি প্রদত্ত কাঠামোগত অঞ্চলের মধ্যে পরমাণু এবং কার্যকরী গোষ্ঠীর স্থানাঙ্কগুলিকে ক্রমাগত পরিবর্তন করে রাসায়নিক বন্ধন না ভেঙে বা গঠন না করে একে অপরের মধ্যে রূপান্তরিত হয় একটি অণুর কনফর্মেশনের সেট তৈরি করে। কনফর্মেশনের একটি সেট যার শক্তি প্রদত্ত PES স্ট্রাকচারাল অঞ্চলের সংলগ্ন সর্বনিম্ন বাধার চেয়ে কম তাকে কনফরমেশনাল আইসোমার বা কনফর্মার বলে। স্থানীয় PES মিনিমার সাথে সংশ্লিষ্ট কনফর্মারগুলিকে স্থিতিশীল বা স্থিতিশীল বলা হয়। এইভাবে, আণবিক কাঠামোকে একটি নির্দিষ্ট কাঠামোগত অঞ্চলে একটি অণুর রূপান্তরগুলির একটি সেট হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে৷ এক ধরনের গঠনমূলক রূপান্তর যা প্রায়শই অণুগুলির সম্মুখীন হয় তা হল বন্ধন সম্পর্কে পরমাণুর পৃথক গোষ্ঠীগুলির ঘূর্ণন: তারা বলে যে সেখানে একটি অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণন, এবং বিভিন্ন কনফর্মারকে ঘূর্ণনশীল আইসোমার বা রোটামার বলা হয়। ঘূর্ণনের সময়, বৈদ্যুতিন শক্তিও পরিবর্তিত হয় এবং এই ধরনের আন্দোলনের প্রক্রিয়ায় এর মান সর্বাধিক অতিক্রম করতে পারে; এই ক্ষেত্রে কেউ একটি অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণন বাধার কথা বলে। পরেরটি মূলত বিভিন্ন সিস্টেমের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় এই অণুগুলির গঠনকে সহজেই মানিয়ে নেওয়ার ক্ষমতার কারণে হয়। প্রতিটি PES শক্তি ন্যূনতম একই শক্তি সহ একজোড়া এন্যান্টিওমারের সাথে মিলে যায় - ডান ® এবং বাম (এস)। এই জোড়াগুলির শক্তি মাত্র 3.8 kcal/mol দ্বারা আলাদা, কিন্তু তারা একটি 25.9 kcal/mol উচ্চ বাধা দ্বারা পৃথক করা হয়েছে এবং তাই, বাহ্যিক প্রভাবের অনুপস্থিতিতে খুব স্থিতিশীল। কিছু অণুর জন্য অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণন বাধার শক্তি এবং সংশ্লিষ্ট পরীক্ষামূলক মানগুলির কোয়ান্টাম-রাসায়নিক গণনার ফলাফল। ঘূর্ণন বাধার তাত্ত্বিক এবং পরীক্ষামূলক মান সি-সি সংযোগ, C-P, C-S শুধুমাত্র 0.1 kcal/mol দ্বারা পৃথক; C-0, C-N, C-Si বন্ডগুলির জন্য, মেরুকরণ ফাংশন (নীচে দেখুন) অন্তর্ভুক্তির সাথে ভিত্তি সেট ব্যবহার করা সত্ত্বেও, পার্থক্য লক্ষণীয়ভাবে বেশি। তবুও, HF পদ্ধতির মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণনের বাধাগুলির শক্তির গণনার ক্ষেত্রে কেউ একটি সন্তোষজনক নির্ভুলতা বলতে পারে।

সাধারণ অণুগুলির জন্য অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণনের বাধাগুলির শক্তির এই জাতীয় গণনাগুলি, বর্ণালীবীক্ষণিক প্রয়োগগুলি ছাড়াও, এক বা অন্য গণনা পদ্ধতির মানের জন্য একটি মানদণ্ড হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ। জটিল আণবিক সিস্টেমে অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণনের যোগ্য, উদাহরণস্বরূপ, পলিপেপটাইড এবং প্রোটিনে, যেখানে এই প্রভাব এই যৌগগুলির অনেক জৈবিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ ফাংশন নির্ধারণ করে। এই ধরনের বস্তুর জন্য সম্ভাব্য শক্তি পৃষ্ঠের গণনা হয় কঠিন কাজউভয় তাত্ত্বিকভাবে এবং ব্যবহারিক পদে . কনফরমেশনাল ট্রানজিশনের একটি সাধারণ প্রকার হল ইনভার্সন, যেমন AX3 ধরণের পিরামিডাল অণুতে ঘটে (A = N, Si, P, As, Sb; X = H, Li, F, ইত্যাদি)। এই অণুগুলিতে, পরমাণু, A, তিনটি X পরমাণু দ্বারা গঠিত সমতলের উপরে এবং নীচে উভয় অবস্থান দখল করতে পারে।উদাহরণস্বরূপ, অ্যামোনিয়া অণু NH3-এ, HF পদ্ধতি 23.4 kcal/mol শক্তি বাধা মান দেয়; এটি বিপরীত বাধার পরীক্ষামূলক মান, 24.3 kcal/mol এর সাথে ভাল চুক্তিতে। যদি পিইএস মিনিমার মধ্যে বাধাগুলি অণুর তাপীয় শক্তির সাথে তুলনীয় হয়, তবে এটি অণুর কাঠামোগত অ-অনমনীয়তার প্রভাবের দিকে পরিচালিত করে; এই ধরনের অণুতে গঠনমূলক রূপান্তর ক্রমাগত ঘটে। এইচএফ সমীকরণগুলি সমাধান করতে স্ব-সংগত ক্ষেত্র পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। সমাধানের প্রক্রিয়ায়, কেবলমাত্র ইলেকট্রন দ্বারা দখল করা অরবিটালগুলি অপ্টিমাইজ করা হয়, তাই, শুধুমাত্র এই অরবিটালের শক্তিগুলি শারীরিকভাবে ন্যায়সঙ্গত পাওয়া যায়। তবে, পদ্ধতি। এইচএফ মুক্ত অরবিটালের বৈশিষ্ট্যও দেয়: এই ধরনের আণবিক স্পিন অরবিটালকে ভার্চুয়াল বলা হয়। দুর্ভাগ্যবশত, তারা প্রায় 100% ত্রুটি সহ একটি অণুর উত্তেজিত শক্তির মাত্রা বর্ণনা করে এবং বর্ণালী বর্ণের ডেটা ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে তাদের সতর্কতার সাথে ব্যবহার করা উচিত - এর জন্য অন্যান্য পদ্ধতি রয়েছে। পরমাণুর ক্ষেত্রে, এক-নির্ধারক তরঙ্গ ফাংশন S2 সিস্টেমের বর্গ মোট স্পিন অপারেটরের একটি ইজেন ফাংশন কিনা তার উপর নির্ভর করে অণুর জন্য HF পদ্ধতির বিভিন্ন সংস্করণ রয়েছে। যদি তরঙ্গ ফাংশনটি বিপরীত স্পিন সহ একজোড়া ইলেকট্রন দ্বারা দখলকৃত স্পেস অরবিটাল থেকে তৈরি করা হয় (বন্ধ শেল সহ অণু), এই শর্তটি পূরণ করা হয়, এবং পদ্ধতিটিকে সীমাবদ্ধ হার্ট্রি-ফক (OHF) পদ্ধতি বলা হয়। যদি অপারেটরের একটি ইজেন ফাংশন হওয়ার প্রয়োজনীয়তা তরঙ্গ ফাংশনের উপর আরোপ করা না হয়, তবে প্রতিটি আণবিক স্পিন অরবিটাল একটি নির্দিষ্ট স্পিন অবস্থার (a বা 13) সাথে মিলে যায়, অর্থাৎ, বিপরীত স্পিন সহ ইলেকট্রনগুলি বিভিন্ন স্পিন অরবিটাল দখল করে। এই পদ্ধতিটি সাধারণত খোলা খোসা সহ অণুতে প্রয়োগ করা হয় এবং একে বলা হয় অনিয়ন্ত্রিত HF পদ্ধতি (NHF), বা বিভিন্ন ঘূর্ণনের জন্য বিভিন্ন অরবিটালের পদ্ধতি। কখনও কখনও নিম্ন-স্থিত শক্তির অবস্থাগুলিকে ইলেকট্রন দ্বারা দ্বিগুণভাবে দখল করা অরবিটাল দ্বারা বর্ণনা করা হয়, এবং ভ্যালেন্স অবস্থাগুলিকে এককভাবে দখল করা আণবিক স্পিন অরবিটাল দ্বারা বর্ণনা করা হয়; এই পদ্ধতিটিকে খোলা শেল (OHF-00) এর জন্য সীমাবদ্ধ হার্ট্রি-ফক পদ্ধতি বলা হয়। পরমাণুর মতো, খোলা শেল সহ অণুগুলির তরঙ্গ ফাংশন একটি বিশুদ্ধ স্পিন অবস্থার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয় এবং সমাধানগুলি উদ্ভূত হতে পারে যেখানে স্পিন সম্পর্কিত তরঙ্গ ফাংশনের প্রতিসাম্য হ্রাস করা হয়। তাদের বলা হয় NHF-অস্থির সমাধান।

2.3 কোয়ান্টাম যান্ত্রিক পদ্ধতি

তাত্ত্বিক রসায়নে অগ্রগতি, উন্নয়ন কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানঅণুর আনুমানিক পরিমাণগত গণনার সম্ভাবনা তৈরি করেছে। দুটি গুরুত্বপূর্ণ গণনা পদ্ধতি পরিচিত: ইলেকট্রন জোড়া পদ্ধতি, যাকে ভ্যালেন্স বন্ড পদ্ধতিও বলা হয় এবং আণবিক কক্ষপথ পদ্ধতি। হাইড্রোজেন অণুর জন্য হাইটলার এবং লন্ডন দ্বারা বিকশিত এই পদ্ধতিগুলির মধ্যে প্রথমটি 1930 সালে ব্যাপক হয়ে ওঠে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, আণবিক কক্ষপথের পদ্ধতি ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে (হুন্ড, ই. হাকেল, মুলিকেন, হার্জবার্গ, লেনার্ড-জোনস)।

এই আনুমানিক গণনা পদ্ধতিতে, একটি অণুর অবস্থা তথাকথিত তরঙ্গ ফাংশন w দ্বারা বর্ণনা করা হয়, যা একটি নির্দিষ্ট নিয়ম অনুসারে পদগুলির একটি সিরিজ থেকে গঠিত হয়:

এই পদগুলির যোগফল পি-ইলেকট্রন দ্বারা কার্বন পরমাণুর জোড়াভিত্তিক বন্ধনের ফলে সমস্ত সম্ভাব্য সংমিশ্রণগুলিকে বিবেচনায় নেওয়া উচিত।

তরঙ্গ ফাংশন w গণনা সহজতর করার জন্য, পৃথক পদ (C1w1, C2w2, ইত্যাদি) গ্রাফিকভাবে সংশ্লিষ্ট ভ্যালেন্স স্কিমগুলির আকারে চিত্রিত করা হয়, যা গাণিতিক গণনায় সহায়ক উপায় হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, যখন একটি বেনজিন অণুকে এইভাবে গণনা করা হয় এবং শুধুমাত্র পি-ইলেক্ট্রনগুলিকে বিবেচনায় নেওয়া হয়, তখন এরকম পাঁচটি পদ থাকে। এই পদগুলি নিম্নলিখিত ভ্যালেন্স স্কিমগুলির সাথে মিলে যায়:

প্রায়শই প্রদত্ত ভ্যালেন্স স্কিমগুলিকে y-বন্ডগুলিকে বিবেচনায় নিয়ে চিত্রিত করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, বেনজিনের জন্য৷ এই ধরনের ভ্যালেন্স স্কিমগুলিকে "অনিশ্চিত কাঠামো" বা "সীমা কাঠামো" বলা হয়।

বিভিন্ন সীমিত কাঠামোর w1, w2, w3, ইত্যাদি ফাংশনগুলি তরঙ্গ ফাংশনে প্রবেশ করে w সহগ সহ (যত ওজন বেশি), সংশ্লিষ্ট কাঠামোর জন্য গণনা করা শক্তি তত কম। w1, w2, w3, ইত্যাদি ফাংশন দ্বারা উপস্থাপিত ইলেকট্রনিক অবস্থার তুলনায় w তরঙ্গ ফাংশনের সাথে সম্পর্কিত ইলেকট্রনিক অবস্থা সবচেয়ে স্থিতিশীল; w (একটি বাস্তব অণুর) ফাংশন দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা রাষ্ট্রের শক্তি স্বাভাবিকভাবেই সীমিত কাঠামোর শক্তির তুলনায় সবচেয়ে ছোট।

ইলেকট্রন পেয়ার পদ্ধতি ব্যবহার করে বেনজিন অণু গণনা করার সময়, পাঁচটি সীমাবদ্ধ কাঠামো (I-V) বিবেচনায় নেওয়া হয়। এর মধ্যে দুটি ধ্রুপদী কেকুলে কাঠামোগত সূত্রের সাথে এবং তিনটি দেওয়ায়ার সূত্রের সাথে অভিন্ন। যেহেতু সীমিত কাঠামো III, IV, এবং V এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ইলেকট্রনিক অবস্থার শক্তি I এবং II কাঠামোর তুলনায় বেশি, তাই বেনজিন অণুর মিশ্র তরঙ্গ ফাংশনে 3, IV এবং V কাঠামোর অবদান কম। কাঠামো I এবং II এর অবদান। অতএব, প্রথম অনুমানে, একটি বেনজিন অণুতে ইলেক্ট্রন ঘনত্বের বন্টন চিত্রিত করার জন্য দুটি সমতুল্য কেকুল কাঠামো যথেষ্ট।

প্রায় ত্রিশ বছর আগে, এল. পলিং গুণগত অভিজ্ঞতামূলক ধারণা তৈরি করেছিলেন যেগুলির ইলেক্ট্রন জোড়া পদ্ধতির সাথে কিছু সাদৃশ্য রয়েছে; এই ধারণাগুলিকে তিনি অনুরণনের তত্ত্ব বলে অভিহিত করেছিলেন। এই তত্ত্বের মূল অনুমান অনুসারে, যে কোনো অণু যার জন্য বেশ কয়েকটি ধ্রুপদী স্ট্রাকচারাল সূত্র লেখা যেতে পারে এই পৃথক সূত্রগুলির (সীমাবদ্ধ কাঠামো) দ্বারা সঠিকভাবে উপস্থাপন করা যায় না, তবে শুধুমাত্র তাদের একটি সেট দ্বারা। একটি বাস্তব অণুতে ইলেক্ট্রন ঘনত্ব বন্টনের একটি গুণগত ছবি সীমিত কাঠামোর একটি সুপারপজিশন দ্বারা বর্ণনা করা হয় (যার প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট ওজনের সাথে উপস্থাপন করা হয়)।

সীমাবদ্ধ কাঠামোগুলি অবাঞ্ছিত অণুতে কোনও বাস্তব ইলেকট্রনিক অবস্থার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ নয়, তবে এটি সম্ভব যে তারা উত্তেজিত অবস্থায় বা প্রতিক্রিয়ার মুহূর্তে ঘটতে পারে।

অনুরণন তত্ত্বের উপরোক্ত গুণগত দিকটি মেসোমেরিজমের ধারণার সাথে মিলে যায়, যা কিছুটা আগে ইঙ্গোল্ড দ্বারা এবং স্বাধীনভাবে আর্ন্ড্টের দ্বারা বিকশিত হয়েছিল।

এই ধারণা অনুসারে, একটি অণুর প্রকৃত অবস্থা হল দুটি বা ততোধিক "সীমা কাঠামো" দ্বারা চিত্রিত রাজ্যগুলির মধ্যে মধ্যবর্তী ("মেসোমেরিক") যা ভ্যালেন্স নিয়ম ব্যবহার করে একটি প্রদত্ত অণুর জন্য লেখা যেতে পারে।

মেসোমেরিজমের তত্ত্বের এই মৌলিক অবস্থানের পাশাপাশি, এর যন্ত্রটিতে বৈদ্যুতিন স্থানচ্যুতি সম্পর্কে সু-বিকশিত ধারণা রয়েছে, যার ন্যায্যতা, ব্যাখ্যা এবং পরীক্ষামূলক যাচাইকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকাইনগোল্ডের অন্তর্গত। ইঙ্গোল্ডের মতে, ইলেকট্রনিক ডিসপ্লেসমেন্টের (ইলেকট্রনিক প্রভাব) প্রক্রিয়া ভিন্ন হয় পরমাণুর পারস্পরিক প্রভাব একক বা সংযোজিত ডবল বন্ডের চেইনের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয় কিনা তার উপর নির্ভর করে। প্রথম ক্ষেত্রে, এটি ইন্ডাকশন ইফেক্ট I (অথবা স্ট্যাটিক ইন্ডাকশন ইফেক্ট ইজ), দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, মেসোমেরিক ইফেক্ট M (স্ট্যাটিক কনজুগেশন ইফেক্ট)।

একটি প্রতিক্রিয়াশীল অণুতে, ইলেক্ট্রন ক্লাউডকে ইন্ডাকটিভ মেকানিজম অনুসারে মেরুকরণ করা যেতে পারে; এই ধরনের ইলেকট্রনিক স্থানচ্যুতিকে বলা হয় ইন্ডাক্টোমেরিক ইফেক্ট আইডি। সংযোজিত সহ অণুতে ডবল বন্ড(এবং সুগন্ধযুক্ত অণুতে) বিক্রিয়ার সময় ইলেকট্রন ক্লাউডের মেরুকরণযোগ্যতা ইলেক্ট্রোমেরিক ইফেক্ট ই (ডাইনামিক কনজুগেশন ইফেক্ট) এর কারণে।

অনুরণন তত্ত্ব কোন মৌলিক আপত্তি উত্থাপন যতক্ষণ না আমরা কথা বলছিঅণু চিত্রিত করার উপায় সম্পর্কে, কিন্তু এটা বড় দাবি আছে. ইলেক্ট্রন জোড়ার পদ্ধতিতে যেমন, তরঙ্গ ফাংশনটি অন্যান্য তরঙ্গ ফাংশন w1, w2, w3, ইত্যাদির রৈখিক সংমিশ্রণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়, অনুরণন তত্ত্ব একটি রৈখিক সংমিশ্রণ হিসাবে একটি অণুর প্রকৃত তরঙ্গ ফাংশন বর্ণনা করার প্রস্তাব করে। সীমাবদ্ধ কাঠামোর তরঙ্গ ফাংশন।

যাইহোক, গণিত এক বা অন্য "অনুরণন কাঠামো" বেছে নেওয়ার জন্য মানদণ্ড প্রদান করে না: সর্বোপরি, ইলেক্ট্রন জোড়ার পদ্ধতিতে, তরঙ্গ ফাংশনটি কেবলমাত্র তরঙ্গ ফাংশন w1, w2, w3, ইত্যাদির রৈখিক সংমিশ্রণ হিসাবে উপস্থাপন করা যায় না। , কিন্তু নির্দিষ্ট সহগ সহ নির্বাচিত অন্যান্য ফাংশনের একটি রৈখিক সমন্বয় হিসাবেও। সীমিত কাঠামোর পছন্দ শুধুমাত্র রাসায়নিক বিবেচনা এবং সাদৃশ্যের ভিত্তিতে করা যেতে পারে, অর্থাৎ এখানে অনুরণনের ধারণাটি মূলত মেসোমেরিজমের ধারণার সাথে তুলনা করে নতুন কিছু দেয় না।

সীমিত কাঠামোর সাহায্যে অণুতে ইলেকট্রন ঘনত্বের বন্টন বর্ণনা করার সময়, একজনকে ক্রমাগত মনে রাখতে হবে যে পৃথক সীমাবদ্ধ কাঠামো কোনো বাস্তবের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়। শারীরিক অবস্থাএবং "ইলেক্ট্রনিক রেজোন্যান্স" এর কোন শারীরিক ঘটনা বিদ্যমান নেই।

সাহিত্য থেকে অসংখ্য ঘটনা জানা যায় যখন অনুরণন ধারণার সমর্থকরা একটি ভৌত ​​ঘটনার অর্থ অনুরণনকে দায়ী করে এবং বিশ্বাস করে যে নির্দিষ্ট স্বতন্ত্র সীমাবদ্ধ কাঠামো পদার্থের নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের জন্য দায়ী। অনুরণন ধারণার অনেক পয়েন্টে এই ধরনের ভ্রান্ত ধারণার সম্ভাবনা অন্তর্নিহিত। সুতরাং, যখন কেউ অণুর বাস্তব অবস্থায় "সীমাবদ্ধ কাঠামোর বিভিন্ন অবদানের" কথা বলে, তখন এই সম্পর্কের বাস্তব অস্তিত্বের ধারণা সহজেই উঠতে পারে। অনুরণন ধারণার প্রকৃত অণু একটি "অনুনাদিত সংকর" হিসাবে বিবেচিত হয়; এই শব্দটি পারমাণবিক কক্ষপথের সংকরকরণের অনুরূপ সীমিত কাঠামোর একটি কথিত বাস্তব মিথস্ক্রিয়া প্রস্তাব করতে পারে।

"অনুরণনের কারণে স্থিতিশীলতা" শব্দটিও অসফল, যেহেতু একটি অণুর স্থিতিশীলতা একটি অস্তিত্বহীন অনুরণনের কারণে হতে পারে না, তবে এটি ইলেক্ট্রন ঘনত্বের ডিলোকালাইজেশনের একটি শারীরিক ঘটনা, যা সংযোজিত সিস্টেমের বৈশিষ্ট্য। তাই এই ঘটনাটিকে কনজুগেশনের কারণে স্থিতিশীলতা বলাই উপযুক্ত। কনজুগেশন এনার্জি (ডিলোকালাইজেশন এনার্জি, বা মেসোমেরিজম এনার্জি) কোয়ান্টাম মেকানিকাল ক্যালকুলেশনের ফলে "অনুনাদন শক্তি" থেকে স্বাধীনভাবে পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারণ করা যেতে পারে। এটি একটি সীমিত কাঠামোর সাথে সম্পর্কিত একটি সূত্র সহ একটি অনুমানমূলক অণুর জন্য গণনা করা শক্তি এবং একটি বাস্তব অণুর জন্য পরীক্ষামূলকভাবে পাওয়া শক্তির মধ্যে পার্থক্য।

উপরের সংরক্ষণের সাথে, বেশ কয়েকটি সীমাবদ্ধ কাঠামোর সাহায্যে অণুতে ইলেক্ট্রন ঘনত্বের বন্টন বর্ণনা করার পদ্ধতিটি নিঃসন্দেহে আরও দুটি পদ্ধতির সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে যা খুব সাধারণ।

2.4 হাক্কেল পদ্ধতি

Hückel পদ্ধতি, শক্তির মাত্রা এবং mol এর আনুমানিক গণনার কোয়ান্টাম-রাসায়নিক পদ্ধতি। অসম্পৃক্ত org এর কক্ষপথ। সংযোগ এটি অনুমানের উপর ভিত্তি করে যে একটি অণুতে একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের কাছাকাছি একটি ইলেকট্রনের গতি অন্যান্য ইলেকট্রনের অবস্থা বা সংখ্যার উপর নির্ভর করে না। এটি আপনাকে পিয়ার নির্ধারণের কাজটি সহজ করতে দেয়। অরবিটাল (MO) পারমাণবিক অরবিটালের একটি রৈখিক সংমিশ্রণের উপস্থাপনায়। সংযোজিত বন্ধন সহ হাইড্রোকার্বনের বৈদ্যুতিন কাঠামো গণনা করার জন্য 1931 সালে ই. হাকেল এই পদ্ধতিটি প্রস্তাব করেছিলেন। এটা বিশ্বাস করা হয় যে কনজুগেটেড সিস্টেমের কার্বন পরমাণুগুলি একই সমতলে থাকে, যার সাপেক্ষে সর্বোচ্চ দখলকৃত এবং সর্বনিম্ন ভার্চুয়াল (মুক্ত) MO (সীমানা mol. অরবিটাল) অ্যান্টিসিমেট্রিক, অর্থাৎ, তারা পারমাণবিক 2pz- দ্বারা গঠিত অরবিটাল। অনুরূপ C পরমাণুর অরবিটাল (AO)। অন্যান্য পরমাণুর প্রভাব, উদাহরণস্বরূপ। এন, বা তারা বলে। স্যাচুরেটেড বন্ড সহ টুকরা অবহেলিত হয়। এটি অনুমান করা হয় যে সংযোজিত সিস্টেমের প্রতিটি M কার্বন পরমাণু সিস্টেমে একটি ইলেকট্রন অবদান রাখে এবং একটি পারমাণবিক 2pz-অরবিটাল (k = 1, 2, …, M) দ্বারা বর্ণনা করা হয়। Hückel পদ্ধতি দ্বারা প্রদত্ত একটি অণুর বৈদ্যুতিন কাঠামোর একটি সাধারণ মডেল, অনেক কেম বোঝা সম্ভব করে তোলে। ঘটনা উদাহরণস্বরূপ, বিকল্প হাইড্রোকার্বনের অ-মেরুত্ব এই কারণে যে সমস্ত কার্বন পরমাণুর কার্যকর চার্জ শূন্যের সমান। বিপরীতে, 5- এবং 7-মেম্বার চক্রের (অ্যাজুলিন) অ-বিকল্প ঘনীভূত সিস্টেমে প্রায় একটি ডাইপোল মোমেন্ট রয়েছে। 1D (3.3×10 -30 C x m)। বিজোড় বিকল্প হাইড্রোকার্বনে, প্রধান শক্তি। রাষ্ট্র একটি ইলেকট্রনিক সিস্টেমের সাথে মিলে যায় যেখানে কমপক্ষে একটি এককভাবে দখল করা অরবিটাল থাকে। এটি দেখানো যেতে পারে যে এই অরবিটালের শক্তি একটি মুক্ত পরমাণুর মতোই, যার সাথে এটি বলা হয়। ননবন্ডিং MO. একটি ইলেক্ট্রন অপসারণ বা সংযোজন শুধুমাত্র একটি নন-বন্ডিং অরবিটালের জনসংখ্যাকে পরিবর্তন করে, যা কিছু পরমাণুর উপর চার্জের চেহারার দিকে নিয়ে যায়, যা AO-এর পরিপ্রেক্ষিতে একটি ননবন্ডিং MO-এর প্রসারণে সংশ্লিষ্ট সহগের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক। এই ধরনের একটি MO নির্ধারণ করার জন্য, একটি সহজ নিয়ম প্রয়োগ করা হয়: যেকোন ডেটার সংলগ্ন সমস্ত পরমাণুর জন্য সহগ Ck এর যোগফল অবশ্যই শূন্যের সমান হতে হবে। উপরন্তু, গুণাগুণের মান অবশ্যই অতিরিক্তের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ হতে হবে। স্বাভাবিকীকরণ অবস্থা: এটি একটি mol-এ পরমাণুর উপর চার্জের একটি বৈশিষ্ট্যগত পরিবর্তন (পরিবর্তন) বাড়ে। বিকল্প হাইড্রোকার্বনের আয়ন। বিশেষ করে, এই নিয়ম কেম দ্বারা নির্বাচন ব্যাখ্যা করে। মেটা অবস্থানের তুলনায় বেনজিন রিংয়ে অর্থো এবং প্যারা অবস্থানের বৈশিষ্ট্য। সাধারণ Hückel পদ্ধতির কাঠামোতে প্রতিষ্ঠিত নিয়মিততাগুলি বিকৃত হয় যখন অণুর সমস্ত মিথস্ক্রিয়া আরও সম্পূর্ণরূপে বিবেচনা করা হয়। যাইহোক, সাধারণত অনেক ভিন্নধর্মী পরিপূরক কারণের প্রভাব (উদাহরণস্বরূপ, কোর ইলেকট্রন, বিকল্প, আন্তঃইলেক্ট্রন বিকর্ষণ, ইত্যাদি) ইলেকট্রন বন্টনের কক্ষপথ প্যাটার্নকে গুণগতভাবে পরিবর্তন করে না। অতএব, Hückel পদ্ধতি প্রায়ই org জড়িত জটিল প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া মডেল করতে ব্যবহৃত হয়। সংযোগ যখন হেটেরোঅটম (N, O, S, …) অণুর মধ্যে প্রবর্তিত হয়, তখন H ম্যাট্রিক্সের প্যারামিটারগুলি, heteroatom এবং কার্বন পরমাণুর জন্য নেওয়া হয়, তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে ওঠে। পলিনের ক্ষেত্রে বিপরীতে, বিভিন্ন ধরণের পরমাণু বা বন্ধন বর্ণনা করা হয়েছে বিভিন্ন পরামিতিঅথবা এবং তাদের অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে MO এর ধরনকে প্রভাবিত করে; সাধারণ Hückel পদ্ধতির কাঠামোর মধ্যে প্রাপ্ত ভবিষ্যদ্বাণীর গুণমান, একটি নিয়ম হিসাবে, ফলস্বরূপ অবনতি হয়। এর ধারণায় সহজ, পরিষ্কার এবং জটিল Hückel গণনার প্রয়োজন নেই, পদ্ধতিটি জটিল mol এর বৈদ্যুতিন কাঠামোর একটি কোয়ান্টাম রাসায়নিক মডেল তৈরি করার সবচেয়ে সাধারণ উপায়গুলির মধ্যে একটি। সিস্টেম নায়েব। যখন অণুর বৈশিষ্ট্য রাসায়নিকের প্রধান টপোলজিক্যাল কাঠামোতে নির্ধারিত হয় তখন এটির প্রয়োগ কার্যকর হয়। বন্ধন, বিশেষ করে, অণুর প্রতিসাম্য। সাধারণ আণবিক অরবিটাল পদ্ধতির কাঠামোর মধ্যে Hückel পদ্ধতির উন্নত সংস্করণ তৈরি করার প্রচেষ্টা সামান্য অর্থবহ, কারণ তারা কোয়ান্টাম রসায়নের আরও সঠিক পদ্ধতির সাথে জটিলতায় তুলনীয় গণনা পদ্ধতির দিকে নিয়ে যায়।

উপসংহার

বর্তমানে, "বিজ্ঞানের একটি সম্পূর্ণ শাখা তৈরি করা হয়েছে - কোয়ান্টাম রসায়ন, যা রাসায়নিক সমস্যার জন্য কোয়ান্টাম যান্ত্রিক পদ্ধতির প্রয়োগ নিয়ে কাজ করে। যাইহোক, এটা মনে করা মৌলিকভাবে ভুল হবে যে জৈব যৌগের গঠন এবং প্রতিক্রিয়াশীলতার সমস্ত প্রশ্ন কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সমস্যাগুলিতে হ্রাস করা যেতে পারে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স ইলেকট্রন এবং নিউক্লিয়াসের গতির নিয়ম অধ্যয়ন করে, অর্থাৎ, রসায়ন দ্বারা অধ্যয়ন করা (পরমাণু এবং অণুর গতি) তুলনায় গতির একটি নিম্ন রূপের নিয়ম, এবং গতির একটি উচ্চতর রূপকে কখনই নিম্নে হ্রাস করা যায় না। এক. এমনকি খুব সাধারণ অণুগুলির জন্যও, পদার্থের প্রতিক্রিয়াশীলতা, তাদের রূপান্তরের প্রক্রিয়া এবং গতিবিদ্যার মতো প্রশ্নগুলি শুধুমাত্র কোয়ান্টাম মেকানিক্সের পদ্ধতি দ্বারা অধ্যয়ন করা যায় না। পদার্থের গতির রাসায়নিক রূপ অধ্যয়নের ভিত্তি রাসায়নিক পদ্ধতিগবেষণা, এবং রসায়নের বিকাশে নেতৃস্থানীয় ভূমিকা রাসায়নিক কাঠামোর তত্ত্বের অন্তর্গত।

তালিকা উৎস ব্যবহৃত

1. মিনকিন, V. I. অণুর গঠনের তত্ত্ব / V. I. মিনকিন। -এম.: উচ্চ বিদ্যালয়, 2006 - 640 এর দশক।

2. ভিলকভ, এল. ভি. রসায়নে গবেষণার শারীরিক পদ্ধতি।/ এল. ভি. ভিলকভ, ইউ. এ. পেন্টিন। — M.: Vyssh.shk., 2005−380s।

3. গার্ডিমোভা, এপি সায়েন্টিফিক ইলেকট্রনিক লাইব্রেরি: কম্পিউটার প্রযুক্তি এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার উপাদান এবং ডিভাইস / এপি গার্ডিমোভা। - 2005।

4. Elyashevich, M. A. পারমাণবিক এবং আণবিক বর্ণালী / M. A. Elyashevich, V. Demtreder. -এম.: মীর, 1989-260 এর দশক।

5. ভি. এ. ব্লাটভ, আধা-অনুমিতিমূলক গণনা পদ্ধতি/ ভি. এ. ব্লাটভ, এ. পি. শেভচেঙ্কো। - এম.: "ইউনিভার্স-গ্রুপ" 2005−315s।

6. Tsirelson V. G. কোয়ান্টাম রসায়ন, অণু, আণবিক সিস্টেম এবং কঠিন শরীর-M.: "BINOM" 2010−496s.

সূক্ষ্ম গঠন উপর নির্ভর করে।

বর্তমানে, জৈব যৌগের গঠন অধ্যয়ন করতে, তাদের ইনফ্রারেড, দৃশ্যমান, এবং অতিবেগুনী শোষণ বর্ণালী অধ্যয়ন ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ইনফ্রারেড এবং রমন বর্ণালী কম্পনের সাথে যুক্ত ঘূর্ণায়মান আন্দোলন(আরো সুনির্দিষ্টভাবে, নিউক্লিয়াস), দৃশ্যমান এবং অতিবেগুনী বর্ণালী ইলেকট্রনিক ট্রানজিশনের জন্য তাদের উৎপত্তিকে দায়ী করে।

যেহেতু পৃথক র্যাডিকেল (উদাহরণস্বরূপ, OH, NH 2, NO 2, CO, C 6 H 5, ইত্যাদি), পাশাপাশি স্বতন্ত্র সংযোগভিতরে , (উদাহরণস্বরূপ, C \u003d C, C≡C, C \u003d O, C-H, ইত্যাদি) ইনফ্রারেড, বর্ণালী এবং রামন বর্ণালীতে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সাথে মিলে যায় (যা যৌগ থেকে যৌগে সামান্য পরিবর্তিত হয়), তারপর অনুসারে এই স্পেকট্রা নির্দিষ্ট র্যাডিকাল বা বন্ডের উপস্থিতি বিচার করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

রমন বিক্ষিপ্ত প্রভাব,একই সাথে 1928 সালে সোভিয়েত পদার্থবিদ G. S. Landsberg এবং L. O. Mandelstam এবং ভারতীয় বিজ্ঞানী C. V. Raman দ্বারা আবিষ্কৃত হয়, যখন একরঙা আলোর একটি শক্তিশালী উৎস দ্বারা আলোকিত হয় (উদাহরণস্বরূপ, একটি আলোক ফিল্টার সহ একটি শক্তিশালী পারদ বাতি যা viol74 Å4 Å 44 মিটার লাইনে প্রেরণ করে) বিক্ষিপ্ত আলোর বর্ণালীতে, আপতিত আলোর ফ্রিকোয়েন্সি ν 0, একটি রেখা সহ, দুর্বল রেখাগুলি পরিলক্ষিত হয় - উপগ্রহগুলি উভয় দিকে সমান পরিমাণে স্থানান্তরিত হয়, ফ্রিকোয়েন্সি ν 0 সহ - ν " এবং, ν 0 + ν " , ν 0 -ν " এবং ν 0 + ν " , ν 0 -ν "" এবং ν 0 + ν "" ইত্যাদি। এই প্রতিসম উপগ্রহগুলি অবশ্য তাদের তীব্রতায় ভিন্ন: v 0-এর চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সি সহ লাইনগুলির তীব্রতা অনেক দুর্বল, এবং তাদের পর্যবেক্ষণ করা খুব কঠিন। অতএব, সাধারণভাবে, তারা সাধারণত স্যাটেলাইটগুলির একটি সিস্টেম সম্পর্কে কথা বলে ν 0 -ν " ν 0 -ν " , ν 0 -ν " ইত্যাদি। দেখা যাচ্ছে যে ফ্রিকোয়েন্সি শিফটের মাত্রা (ν " , ν " , ν "" . . .) প্রদত্ত একটির একটি কম্পন স্তর থেকে অন্য একটি ট্রানজিশনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, অর্থাত্, তারা উদ্ভূত প্রাকৃতিক কম্পনের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ। এই পরিবর্তনগুলি ঘটনা আলোর ফ্রিকোয়েন্সি ν 0 থেকে স্বাধীন।

এর সাহায্যে উপরে আলোচিত অনেক সমস্যার সমাধানও করা যায় ইনফ্রারেড বর্ণালী।

ডুমুর উপর. 55 দেখায় যে ইনফ্রারেড স্পেকট্রা তাদের গঠনে তুলনামূলকভাবে ছোট পরিবর্তনের সাথে কতটা আলাদা। ইনফ্রারেড বর্ণালীতে, সেইসাথে রামন বর্ণালীতে, নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সিগুলি পৃথক র্যাডিকেল এবং বন্ধনের সাথে মিলে যায়, যা প্রায়শই প্রথমবারের মতো প্রাপ্ত যৌগের জন্য সবচেয়ে যুক্তিযুক্ত কাঠামো বেছে নেওয়া সম্ভব করে। উপরন্তু, রমন স্পেকট্রা রেকর্ড করার চেয়ে ইনফ্রারেড স্পেকট্রা পেতে কম সময় লাগে। অতএব, কাঠামো প্রতিষ্ঠার কিছু সমস্যা প্রায়শই ইনফ্রারেড স্পেকট্রার পদ্ধতি দ্বারা সমাধান করা সহজ হয়। অন্যদিকে, বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই রমন স্পেকট্রার সাহায্যে উৎপাদন করা সহজ এবং পাতলা। উপরন্তু, স্বতন্ত্র গ্রুপিং এবং বন্ডের অনেক বৈশিষ্ট্যযুক্ত লাইন হয় শুধুমাত্র ইনফ্রারেড বর্ণালীতে প্রদর্শিত হয়।

প্যাক্স, বা রামন বর্ণালীতে। সুতরাং, এই দুটি পদ্ধতি একে অপরের পরিপূরক।

বিদেশী রসায়নবিদদের দ্বারা পদ্ধতির আরও ঘন ঘন ব্যবহার শুধুমাত্র এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয় যে তাদের দেশগুলি রামন বর্ণালী ব্যবহার করে সঠিক গবেষণা পরিচালনা করার জন্য যথেষ্ট উন্নত পদ্ধতির উত্পাদন প্রতিষ্ঠা করেনি।

দৃশ্যমান এবং অতিবেগুনী অঞ্চলে শোষণ বর্ণালীও উপরে উল্লিখিত সমস্যাগুলি সমাধান করা সম্ভব করে তোলে। যাইহোক, বর্ণালীর এই অঞ্চলে সকলের শোষণ নেই, তবে প্রধানত প্রকৃতি এবং যৌগগুলি রয়েছে যা প্রচুর পরিমাণে রয়েছে।

পদার্থের অধ্যয়ন একটি বরং জটিল এবং আকর্ষণীয় বিষয়। প্রকৃতপক্ষে, তাদের বিশুদ্ধ আকারে, তারা প্রায় প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না। প্রায়শই, এগুলি জটিল রচনার মিশ্রণ, যেখানে উপাদানগুলির পৃথকীকরণের জন্য নির্দিষ্ট প্রচেষ্টা, দক্ষতা এবং সরঞ্জাম প্রয়োজন।

পৃথকীকরণের পরে, একটি নির্দিষ্ট শ্রেণীর একটি পদার্থের অন্তর্গত সঠিকভাবে নির্ধারণ করা সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ, অর্থাৎ এটি সনাক্ত করা। ফুটন্ত এবং গলনাঙ্ক নির্ণয় করুন, আণবিক ওজন গণনা করুন, তেজস্ক্রিয়তা পরীক্ষা করুন এবং আরও কিছু, সাধারণভাবে, তদন্ত করুন। এর জন্য, বিশ্লেষণের ভৌত রাসায়নিক পদ্ধতি সহ বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এগুলি বেশ বৈচিত্র্যময় এবং একটি নিয়ম হিসাবে, বিশেষ সরঞ্জামগুলির ব্যবহার প্রয়োজন। তাদের সম্পর্কে এবং আরও আলোচনা করা হবে।

বিশ্লেষণের শারীরিক এবং রাসায়নিক পদ্ধতি: একটি সাধারণ ধারণা

যৌগ সনাক্তকরণের এই পদ্ধতি কি কি? এগুলি হল একটি পদার্থের সমস্ত শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলির কাঠামোগত উপর সরাসরি নির্ভরতার উপর ভিত্তি করে পদ্ধতি রাসায়নিক রচনা. যেহেতু এই সূচকগুলি প্রতিটি যৌগের জন্য কঠোরভাবে পৃথক, তাই ভৌত রাসায়নিক গবেষণা পদ্ধতিগুলি অত্যন্ত কার্যকর এবং কম্পোজিশন এবং অন্যান্য সূচকগুলি নির্ধারণে 100% ফলাফল দেয়।

সুতরাং, একটি পদার্থের এই ধরনের বৈশিষ্ট্য একটি ভিত্তি হিসাবে নেওয়া যেতে পারে, যেমন:

• আলো শোষণ করার ক্ষমতা;
• তাপ পরিবাহিতা;
• তড়িৎ পরিবাহিতা;
• ফুটন্ত তাপমাত্রা;
• গলে যাওয়া এবং অন্যান্য পরামিতি।

পদার্থ শনাক্ত করার জন্য বিশুদ্ধ রাসায়নিক পদ্ধতি থেকে ভৌত রাসায়নিক গবেষণা পদ্ধতির একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে। তাদের কাজের ফলস্বরূপ, কোন প্রতিক্রিয়া নেই, অর্থাৎ, একটি পদার্থের রূপান্তর, বিপরীত এবং অপরিবর্তনীয় উভয়ই। একটি নিয়ম হিসাবে, যৌগগুলি ভর এবং রচনা উভয় ক্ষেত্রেই অক্ষত থাকে।

এই গবেষণা পদ্ধতি বৈশিষ্ট্য

পদার্থ নির্ধারণের জন্য এই জাতীয় পদ্ধতিগুলির বৈশিষ্ট্যযুক্ত বেশ কয়েকটি প্রধান বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

1. পদ্ধতির আগে গবেষণার নমুনাটি অমেধ্য পরিষ্কার করার প্রয়োজন নেই, যেহেতু সরঞ্জামগুলির এটির প্রয়োজন নেই।
2. বিশ্লেষণের শারীরিক ও রাসায়নিক পদ্ধতি আছে একটি উচ্চ ডিগ্রীসংবেদনশীলতা এবং বর্ধিত নির্বাচনীতা। অতএব, বিশ্লেষণের জন্য খুব অল্প পরিমাণে পরীক্ষার নমুনা প্রয়োজন, যা এই পদ্ধতিগুলিকে খুব সুবিধাজনক এবং দক্ষ করে তোলে। এমনকি যদি মোট ভেজা ওজনে নগণ্য পরিমাণে থাকা একটি উপাদান নির্ধারণের প্রয়োজন হয় তবে এটি নির্দেশিত পদ্ধতিগুলির জন্য একটি বাধা নয়।
3. বিশ্লেষণটি মাত্র কয়েক মিনিট সময় নেয়, তাই আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল স্বল্প সময়কাল বা দ্রুততা।
4. বিবেচনাধীন গবেষণা পদ্ধতিতে ব্যয়বহুল সূচক ব্যবহারের প্রয়োজন নেই।

এটা স্পষ্ট যে ফিজিকোকেমিক্যাল গবেষণা পদ্ধতিগুলিকে সার্বজনীন এবং প্রায় সমস্ত গবেষণায় চাহিদার জন্য সুবিধা এবং বৈশিষ্ট্যগুলি যথেষ্ট, কার্যকলাপের ক্ষেত্র নির্বিশেষে।

শ্রেণীবিভাগ

বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্য রয়েছে যার ভিত্তিতে বিবেচিত পদ্ধতিগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে। তবে, আমরা সর্বাধিক উপস্থাপন করব সাধারণ সিস্টেম, যা সরাসরি শারীরিক এবং রাসায়নিকের সাথে সম্পর্কিত গবেষণার সমস্ত প্রধান পদ্ধতিকে একত্রিত করে এবং কভার করে।

1. ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতিগবেষণা পরিমাপ করা প্যারামিটারের ভিত্তিতে এগুলিকে উপবিভক্ত করা হয়েছে:

• পটেনটিওমেট্রি;
• voltammetry;
• পোলারগ্রাফি;
• অসিলোমেট্রি;
• conductometry;
• ইলেক্ট্রোগ্রাভিমেট্রি;
• coulometry;
• amperometry;
• ডাইলকোমেট্রি;
• উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পরিবাহিতা।

2. বর্ণালী। অন্তর্ভুক্ত:

• অপটিক্যাল
• এক্স-রে ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি;
• ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এবং পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন।

3. তাপীয়। উপবিভক্ত:

• তাপীয়;
• থার্মোগ্রাভিমেট্রি;
• ক্যালোরিমেট্রি;
• enthalpymetry;
• ডেলাটোমেট্রি

4. ক্রোমাটোগ্রাফিক পদ্ধতি, যা হল:

• গ্যাস
• পাললিক;
• জেল-ভেদকারী;
• বিনিময়
• তরল

বিশ্লেষণের ভৌত রাসায়নিক পদ্ধতিগুলিকে দুটি বড় গ্রুপে ভাগ করাও সম্ভব। প্রথমটি হল ধ্বংসের ফলস্বরূপ, অর্থাৎ, একটি পদার্থ বা উপাদানের সম্পূর্ণ বা আংশিক ধ্বংস। দ্বিতীয়টি অ-ধ্বংসাত্মক, পরীক্ষার নমুনার অখণ্ডতা রক্ষা করে।

এই জাতীয় পদ্ধতির ব্যবহারিক প্রয়োগ

কাজের বিবেচিত পদ্ধতিগুলির ব্যবহারের ক্ষেত্রগুলি বেশ বৈচিত্র্যময়, তবে সেগুলির সমস্তই, অবশ্যই, কোনও না কোনও উপায়ে, বিজ্ঞান বা প্রযুক্তির সাথে সম্পর্কিত। সাধারণভাবে, বেশ কয়েকটি মৌলিক উদাহরণ দেওয়া যেতে পারে, যা থেকে এটি পরিষ্কার হয়ে যাবে যে কেন এই জাতীয় পদ্ধতিগুলি প্রয়োজন।

1. উত্পাদনে জটিল প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলির প্রবাহের উপর নিয়ন্ত্রণ। এই ক্ষেত্রে, কাজের চেইনের সমস্ত কাঠামোগত লিঙ্কগুলির যোগাযোগহীন নিয়ন্ত্রণ এবং ট্র্যাকিংয়ের জন্য সরঞ্জামগুলি প্রয়োজনীয়। একই ডিভাইসগুলি ত্রুটি এবং ত্রুটিগুলি ঠিক করবে এবং সংশোধনমূলক এবং প্রতিরোধমূলক ব্যবস্থাগুলির উপর একটি সঠিক পরিমাণগত এবং গুণগত প্রতিবেদন দেবে।
2. রাসায়নিক বহন ব্যবহারিক কাজপ্রতিক্রিয়া পণ্যের ফলনের গুণগত এবং পরিমাণগত সংকল্পের উদ্দেশ্যে।
3. একটি পদার্থের একটি নমুনার অধ্যয়ন যাতে তার সঠিক মৌলিক রচনা স্থাপন করা যায়।
4. নমুনার মোট ভরে অমেধ্যের পরিমাণ এবং গুণমান নির্ধারণ।
5. প্রতিক্রিয়ার মধ্যবর্তী, প্রধান এবং পার্শ্ব অংশগ্রহণকারীদের সঠিক বিশ্লেষণ।
6. পদার্থের গঠন এবং এটি যে বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে তার একটি বিশদ বিবরণ।
7. নতুন উপাদানগুলির আবিষ্কার এবং তাদের বৈশিষ্ট্য বৈশিষ্ট্যযুক্ত ডেটা প্রাপ্ত করা।
8. অভিজ্ঞতামূলকভাবে প্রাপ্ত তাত্ত্বিক তথ্যের ব্যবহারিক নিশ্চিতকরণ।
9. প্রযুক্তির বিভিন্ন শাখায় ব্যবহৃত উচ্চ বিশুদ্ধতা পদার্থ নিয়ে বিশ্লেষণমূলক কাজ।
10. সূচকগুলির ব্যবহার ছাড়াই সমাধানগুলির টাইট্রেশন, যা আরও সঠিক ফলাফল দেয় এবং একটি সম্পূর্ণ সাধারণ নিয়ন্ত্রণ রয়েছে, যা যন্ত্রপাতির ক্রিয়াকলাপের জন্য ধন্যবাদ। অর্থাৎ প্রভাব মানব ফ্যাক্টরশূন্যে কমে যায়।
11. বিশ্লেষণের প্রধান ভৌত রাসায়নিক পদ্ধতিগুলি এর গঠন অধ্যয়ন করা সম্ভব করে:

• খনিজ
• খনিজ
• সিলিকেট;
• উল্কা এবং বিদেশী সংস্থা;
• ধাতু এবং অ ধাতু;
• খাদ;
• জৈব এবং অজৈব পদার্থ;
• একক স্ফটিক;
• বিরল এবং ট্রেস উপাদান।

পদ্ধতি ব্যবহারের ক্ষেত্র

• পারমাণবিক শক্তি;
• পদার্থবিদ্যা;
• রসায়ন;
• রেডিও ইলেকট্রনিক্স;
• লেজার প্রযুক্তি;
• মহাকাশ গবেষণা এবং অন্যান্য।

বিশ্লেষণের ভৌত রাসায়নিক পদ্ধতির শ্রেণীবিভাগ শুধুমাত্র নিশ্চিত করে যে তারা গবেষণায় ব্যবহারের জন্য কতটা ব্যাপক, সঠিক এবং বহুমুখী।

ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতি

এই পদ্ধতিগুলির ভিত্তি হল জলীয় দ্রবণে এবং বৈদ্যুতিক প্রবাহের ক্রিয়াকলাপের অধীনে ইলেক্ট্রোডে প্রতিক্রিয়া, অর্থাৎ, অন্য কথায়, তড়িৎ বিশ্লেষণ। তদনুসারে, বিশ্লেষণের এই পদ্ধতিগুলিতে যে ধরণের শক্তি ব্যবহৃত হয় তা হল ইলেকট্রনের প্রবাহ।

এই পদ্ধতিগুলির বিশ্লেষণের ভৌত-রাসায়নিক পদ্ধতিগুলির নিজস্ব শ্রেণীবিভাগ রয়েছে। এই গোষ্ঠীতে নিম্নলিখিত প্রজাতি রয়েছে।

1. বৈদ্যুতিক ওজন বিশ্লেষণ। ইলেক্ট্রোলাইসিসের ফলাফল অনুসারে, ইলেক্ট্রোডগুলি থেকে পদার্থের একটি ভর সরানো হয়, যা তারপর ওজন করা হয় এবং বিশ্লেষণ করা হয়। তাই যৌগের ভরের তথ্য পান। এই ধরনের কাজের বৈচিত্র্যের মধ্যে একটি হল অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রোলাইসিস পদ্ধতি।
2. পোলারগ্রাফি। ভিত্তি হল বর্তমান শক্তি পরিমাপ। এটি এই সূচক যা দ্রবণে পছন্দসই আয়নগুলির ঘনত্বের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক হবে। সমাধানের অ্যাম্পেরোমেট্রিক টাইট্রেশন বিবেচিত পোলারোগ্রাফিক পদ্ধতির একটি পরিবর্তন।
3. কুলমেট্রি ফ্যারাডে এর সূত্রের উপর ভিত্তি করে। প্রক্রিয়ায় ব্যয় করা বিদ্যুতের পরিমাণ পরিমাপ করা হয়, যেখান থেকে তারা দ্রবণে আয়ন গণনার দিকে এগিয়ে যায়।
4. Potentiometry - প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারীদের ইলেক্ট্রোড সম্ভাবনার পরিমাপের উপর ভিত্তি করে।

বিবেচিত সমস্ত প্রক্রিয়াগুলি পদার্থের পরিমাণগত বিশ্লেষণের জন্য ভৌত রাসায়নিক পদ্ধতি। বৈদ্যুতিক রাসায়নিক গবেষণা পদ্ধতি ব্যবহার করে, মিশ্রণগুলিকে উপাদান উপাদানগুলিতে বিভক্ত করা হয়, তামা, সীসা, নিকেল এবং অন্যান্য ধাতুর পরিমাণ নির্ধারণ করা হয়।

বর্ণালী

এটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে। ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলির একটি শ্রেণীবিভাগও রয়েছে।

1. শিখা ফটোমেট্রি। এটি করার জন্য, পরীক্ষার পদার্থটি একটি খোলা শিখায় স্প্রে করা হয়। অনেক ধাতব ক্যাটেশন একটি নির্দিষ্ট রঙের রঙ দেয়, তাই তাদের সনাক্তকরণ এইভাবে সম্ভব। মূলত, এগুলি হল পদার্থ যেমন: ক্ষার এবং ক্ষারীয় মাটির ধাতু, তামা, গ্যালিয়াম, থ্যালিয়াম, ইন্ডিয়াম, ম্যাঙ্গানিজ, সীসা এবং এমনকি ফসফরাস।
2. শোষণ স্পেকট্রোস্কোপি। দুই ধরনের অন্তর্ভুক্ত: বর্ণালী ফটোমেট্রি এবং কালোরিমিট্রি। ভিত্তি হল পদার্থ দ্বারা শোষিত বর্ণালী নির্ধারণ। এটি বিকিরণের দৃশ্যমান এবং গরম (ইনফ্রারেড) অংশে উভয়ই কাজ করে।
3. টার্বিডিমেট্রি।
4. নেফেলোমেট্রি।
5. আলোকিত বিশ্লেষণ।
6. রিফ্র্যাক্টোমেট্রি এবং পোলারোমেট্রি।

স্পষ্টতই, এই গ্রুপের সমস্ত বিবেচিত পদ্ধতিগুলি একটি পদার্থের গুণগত বিশ্লেষণের পদ্ধতি।

নির্গমন বিশ্লেষণ

এটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের নির্গমন বা শোষণ ঘটায়। এই সূচক অনুসারে, কেউ পদার্থের গুণগত গঠন বিচার করতে পারে, অর্থাৎ গবেষণা নমুনার রচনায় কোন নির্দিষ্ট উপাদানগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে।

ক্রোমাটোগ্রাফিক

ভৌত রাসায়নিক গবেষণা প্রায়ই বিভিন্ন পরিবেশে বাহিত হয়। এই ক্ষেত্রে, খুব সুবিধাজনক এবং কার্যকর পদ্ধতিক্রোমাটোগ্রাফিক হয়ে তারা নিম্নলিখিত ধরনের বিভক্ত করা হয়.

1. শোষণ তরল। উপাদানের শোষণের বিভিন্ন ক্ষমতার কেন্দ্রবিন্দুতে।
2. গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি. এছাড়াও শোষণ ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে, শুধুমাত্র বাষ্প অবস্থায় গ্যাস এবং পদার্থের জন্য। অনুরূপ যৌগ ব্যাপক উত্পাদন ব্যবহৃত একত্রিত অবস্থাযখন পণ্যটি একটি মিশ্রণে বেরিয়ে আসে তখন আলাদা করতে হবে।
3. পার্টিশন ক্রোমাটোগ্রাফি।
4. রেডক্স।
5. আয়ন বিনিময়.
6. কাগজ।
7. পাতলা স্তর.
8. পাললিক।
9. শোষণ-জটিল।

তাপীয়

ভৌত এবং রাসায়নিক গবেষণায় পদার্থের গঠন বা ক্ষয়ের তাপের উপর ভিত্তি করে পদ্ধতির ব্যবহার জড়িত। এই জাতীয় পদ্ধতিগুলির নিজস্ব শ্রেণীবিভাগও রয়েছে।

1. তাপীয় বিশ্লেষণ।
2. থার্মোগ্রাভিমেট্রি।
3. ক্যালোরিমেট্রি।
4. এনথালপোমেট্রি।
5. ডাইলাটোমেট্রি।

এই সমস্ত পদ্ধতি আপনাকে তাপের পরিমাণ নির্ধারণ করতে দেয়, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, পদার্থের এনথালপি। এই সূচকগুলির উপর ভিত্তি করে, যৌগগুলির গঠন পরিমাপ করা হয়।

বিশ্লেষণাত্মক রসায়ন পদ্ধতি

রসায়নের এই বিভাগটির নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে, কারণ বিশ্লেষকদের মুখোমুখি প্রধান কাজটি হল একটি পদার্থের গঠনের গুণগত সংকল্প, তাদের সনাক্তকরণ এবং পরিমাণগত অ্যাকাউন্টিং। এই বিষয়ে, বিশ্লেষণের বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতিগুলিকে বিভক্ত করা হয়েছে:

• রাসায়নিক
• জৈবিক;
• শারীরিক এবং রাসায়নিক।

যেহেতু আমরা পরবর্তীতে আগ্রহী, আমরা বিবেচনা করব যে তাদের মধ্যে কোনটি পদার্থ নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।

বিশ্লেষণাত্মক রসায়নে পদার্থ-রাসায়নিক পদ্ধতির প্রধান বৈচিত্র্য

1. স্পেকট্রোস্কোপিক - উপরে আলোচনা করা সমস্ত একই।
2. ভর বর্ণালী - মুক্ত র্যাডিকেল, কণা বা আয়নের উপর বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের কর্মের উপর ভিত্তি করে। ভৌত রাসায়নিক বিশ্লেষণ পরীক্ষাগার সহকারী নির্দেশিত বল ক্ষেত্রগুলির সম্মিলিত প্রভাব প্রদান করে এবং চার্জ এবং ভরের অনুপাত অনুসারে কণাগুলি পৃথক আয়নিক প্রবাহে বিভক্ত হয়।
3. তেজস্ক্রিয় পদ্ধতি।
4. ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল।
5. জৈব রাসায়নিক।
6. তাপীয়.

এই ধরনের প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি কি আমাদের পদার্থ এবং অণু সম্পর্কে শিখতে অনুমতি দেয়? প্রথমত, আইসোটোপিক রচনা। এবং এছাড়াও: প্রতিক্রিয়া পণ্য, বিশেষত বিশুদ্ধ পদার্থে নির্দিষ্ট কণার বিষয়বস্তু, পছন্দসই যৌগের ভর এবং বিজ্ঞানীদের জন্য দরকারী অন্যান্য জিনিস।

সুতরাং, বিশ্লেষণাত্মক রসায়নের পদ্ধতিগুলি আয়ন, কণা, যৌগ, পদার্থ এবং তাদের বিশ্লেষণ সম্পর্কে তথ্য পাওয়ার গুরুত্বপূর্ণ উপায়।

পদার্থ, তাদের বৈশিষ্ট্য এবং রাসায়নিক রূপান্তর সম্পর্কে বেশিরভাগ তথ্য রাসায়নিক বা ভৌত রাসায়নিক পরীক্ষা ব্যবহার করে প্রাপ্ত হয়েছিল। অতএব, রসায়নবিদদের দ্বারা ব্যবহৃত প্রধান পদ্ধতি একটি রাসায়নিক পরীক্ষা হিসাবে বিবেচনা করা উচিত।

পরীক্ষামূলক রসায়নের ঐতিহ্য বহু শতাব্দী ধরে বিকশিত হয়েছে। ফিরে যখন রসায়ন ছিল না সঠিক বিজ্ঞান, প্রাচীনকালে এবং মধ্যযুগে, বিজ্ঞানীরা এবং কারিগররা কখনও কখনও দুর্ঘটনাক্রমে, এবং কখনও কখনও উদ্দেশ্যমূলকভাবে অর্থনৈতিক কার্যকলাপে ব্যবহৃত অনেক পদার্থ প্রাপ্ত এবং বিশুদ্ধ করার উপায় আবিষ্কার করেছিলেন: ধাতু, অ্যাসিড, ক্ষার, রঞ্জক, ইত্যাদি। এই ধরনের তথ্য সংগ্রহ ছিল আলকেমিস্টদের ব্যাপকভাবে সাহায্য করেছে (আলকেমি দেখুন)।

এই ধন্যবাদ, ইতিমধ্যে XIX এর প্রথম দিকেভিতরে. রসায়নবিদরা পরীক্ষামূলক শিল্পের বুনিয়াদিতে পারদর্শী ছিলেন, বিশেষ করে বিভিন্ন তরল এবং কঠিন পদার্থকে বিশুদ্ধ করার পদ্ধতি, যা তাদের অনেক কিছু সম্পাদন করতে দেয়। প্রধান আবিষ্কার. তবুও, রসায়ন শব্দের আধুনিক অর্থে একটি বিজ্ঞানে পরিণত হতে শুরু করে, একটি সঠিক বিজ্ঞান, শুধুমাত্র 19 শতকে, যখন একাধিক অনুপাতের আইন আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং পারমাণবিক-আণবিক তত্ত্ব তৈরি হয়েছিল। সেই সময় থেকে, রাসায়নিক পরীক্ষায় কেবল পদার্থের রূপান্তর এবং তাদের বিচ্ছিন্নতার পদ্ধতির অধ্যয়নই নয়, বিভিন্ন পরিমাণগত বৈশিষ্ট্যের পরিমাপও অন্তর্ভুক্ত করা শুরু হয়েছিল।

একটি আধুনিক রাসায়নিক পরীক্ষা অনেক ভিন্ন পরিমাপ অন্তর্ভুক্ত। পরীক্ষা-নিরীক্ষা এবং রাসায়নিক কাচের পাত্র স্থাপনের সরঞ্জামও পরিবর্তিত হয়েছে। একটি আধুনিক পরীক্ষাগারে, আপনি ঘরে তৈরি রিটর্টগুলি খুঁজে পাবেন না - এগুলি শিল্প দ্বারা উত্পাদিত মানক কাচের সরঞ্জাম দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে এবং একটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক পদ্ধতি সম্পাদন করার জন্য বিশেষভাবে অভিযোজিত হয়েছে। কাজের পদ্ধতিগুলিও স্ট্যান্ডার্ড হয়ে উঠেছে, যা আমাদের সময়ে আর প্রতিটি রসায়নবিদকে নতুন করে আবিষ্কার করতে হবে না। অনেক বছরের অভিজ্ঞতা দ্বারা প্রমাণিত তাদের মধ্যে সেরাটির বর্ণনা পাঠ্যপুস্তক এবং ম্যানুয়ালগুলিতে পাওয়া যেতে পারে।

বিষয় অধ্যয়নের পদ্ধতিগুলি কেবল আরও সার্বজনীন নয়, আরও অনেক বৈচিত্র্যময় হয়ে উঠেছে। রসায়নবিদদের কাজে একটি ক্রমবর্ধমান ভূমিকা ভৌত এবং ভৌত রাসায়নিক গবেষণা পদ্ধতি দ্বারা পরিচালিত হয় যা যৌগগুলিকে বিচ্ছিন্ন এবং বিশুদ্ধ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, সেইসাথে তাদের গঠন এবং গঠন স্থাপনের জন্য।

পদার্থ বিশুদ্ধ করার শাস্ত্রীয় কৌশলটি অত্যন্ত শ্রমঘন ছিল। এমন কিছু ঘটনা রয়েছে যখন রসায়নবিদরা মিশ্রণ থেকে একটি পৃথক যৌগকে বিচ্ছিন্ন করার জন্য বছরের পর বছর কাজ করেছেন। এইভাবে, বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির লবণগুলি হাজার হাজার ভগ্নাংশের স্ফটিককরণের পরেই বিশুদ্ধ আকারে বিচ্ছিন্ন হতে পারে। কিন্তু তার পরেও, পদার্থের বিশুদ্ধতা সবসময় নিশ্চিত করা যায়নি।

আধুনিক ক্রোমাটোগ্রাফি পদ্ধতিগুলি আপনাকে একটি পদার্থকে দ্রুত অমেধ্য (প্রস্তুতিমূলক ক্রোমাটোগ্রাফি) থেকে আলাদা করতে এবং এর রাসায়নিক পরিচয় (বিশ্লেষণমূলক ক্রোমাটোগ্রাফি) পরীক্ষা করতে দেয়। উপরন্তু, পাতন, নিষ্কাশন এবং স্ফটিককরণের ধ্রুপদী কিন্তু অত্যন্ত উন্নত পদ্ধতি, সেইসাথে ইলেক্ট্রোফোরেসিস, জোন গলানো ইত্যাদির মতো কার্যকর আধুনিক পদ্ধতিগুলি পদার্থকে বিশুদ্ধ করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

একটি বিশুদ্ধ পদার্থের বিচ্ছিন্নতার পরে সিন্থেটিক রসায়নবিদকে যে কাজটির মুখোমুখি হতে হয় - তার অণুর গঠন এবং গঠন প্রতিষ্ঠা করা - বিশ্লেষণাত্মক রসায়নের সাথে অনেকাংশে সম্পর্কিত। কাজের ঐতিহ্যগত কৌশলের সাথে, এটি খুব শ্রমসাধ্য ছিল। অনুশীলনে, পরিমাপের একমাত্র পদ্ধতি হিসাবে, প্রাথমিক বিশ্লেষণ আগে ব্যবহার করা হয়েছিল, যা আপনাকে যৌগের সহজতম সূত্র স্থাপন করতে দেয়।

প্রকৃত আণবিকের পাশাপাশি কাঠামোগত সূত্র নির্ণয় করার জন্য, প্রায়শই বিভিন্ন রিএজেন্টের সাথে একটি পদার্থের প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করা প্রয়োজন ছিল; এই প্রতিক্রিয়াগুলির পণ্যগুলি পৃথকভাবে বিচ্ছিন্ন করুন, পরিবর্তে তাদের গঠন স্থাপন করুন। এবং তাই - যতক্ষণ না, এই রূপান্তরের ভিত্তিতে, অজানা পদার্থের গঠন সুস্পষ্ট হয়ে ওঠেনি। অতএব, একটি কমপ্লেক্সের কাঠামোগত সূত্র প্রতিষ্ঠা জৈব যৌগপ্রায়শই অনেক সময় লাগত, এবং এই জাতীয় কাজকে পূর্ণাঙ্গ হিসাবে বিবেচনা করা হত, যা একটি পাল্টা সংশ্লেষণের সাথে শেষ হয়েছিল - এটির জন্য প্রতিষ্ঠিত সূত্র অনুসারে একটি নতুন পদার্থ প্রাপ্ত করা।

এই শাস্ত্রীয় পদ্ধতিটি সাধারণভাবে রসায়নের বিকাশের জন্য অত্যন্ত কার্যকর ছিল। আজকাল, এটি খুব কমই ব্যবহৃত হয়। একটি নিয়ম হিসাবে, মৌলিক বিশ্লেষণের পরে একটি বিচ্ছিন্ন অজানা পদার্থ ভর স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করে একটি গবেষণার অধীনস্থ হয়, বর্ণালী বিশ্লেষণদৃশ্যমান, অতিবেগুনি এবং ইনফ্রারেড রেঞ্জের পাশাপাশি পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণনে। একটি স্ট্রাকচারাল সূত্রের একটি প্রমাণিত ডেরিভেশন পদ্ধতির একটি সম্পূর্ণ পরিসর ব্যবহার করা প্রয়োজন, এবং তাদের ডেটা সাধারণত একে অপরের পরিপূরক হয়। যাইহোক, বেশ কয়েকটি ক্ষেত্রে, প্রচলিত পদ্ধতিগুলি একটি দ্ব্যর্থহীন ফলাফল দেয় না এবং একজনকে কাঠামো প্রতিষ্ঠার সরাসরি পদ্ধতি অবলম্বন করতে হয়, উদাহরণস্বরূপ, এক্স-রে বিবর্তন বিশ্লেষণ।

ভৌত রাসায়নিক পদ্ধতি শুধুমাত্র সিন্থেটিক কেমিস্ট্রিতেই ব্যবহৃত হয় না। রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতিবিদ্যা, সেইসাথে তাদের প্রক্রিয়াগুলির অধ্যয়নে এগুলি কম গুরুত্ব দেয় না। প্রতিক্রিয়া হারের অধ্যয়নের যে কোনও পরীক্ষার প্রধান কাজ হল সময়-পরিবর্তনের সঠিক পরিমাপ, এবং উপরন্তু, সাধারণত খুব ছোট, বিক্রিয়াকের ঘনত্ব। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, পদার্থের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে, উভয় ক্রোমাটোগ্রাফিক পদ্ধতি এবং বিভিন্ন ধরনেরবর্ণালী বিশ্লেষণ, এবং ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রির পদ্ধতি (দেখুন। বিশ্লেষণাত্মক রসায়ন)।

প্রযুক্তির পরিপূর্ণতা এত উচ্চ স্তরে পৌঁছেছে যে এমনকি "তাত্ক্ষণিক" এর হার সঠিকভাবে নির্ধারণ করা সম্ভব হয়েছে, যেমনটি পূর্বে চিন্তা করা হয়েছিল, প্রতিক্রিয়া, উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন ক্যাটেশন এবং অ্যানয়নগুলি থেকে জলের অণুগুলির গঠন। 1 mol/l সমান উভয় আয়নের প্রাথমিক ঘনত্বের সাথে, এই বিক্রিয়ার সময় এক সেকেন্ডের কয়েকশ বিলিয়নতম।

রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময় গঠিত স্বল্পস্থায়ী মধ্যবর্তী কণা সনাক্তকরণের জন্য ভৌত-রাসায়নিক গবেষণা পদ্ধতিগুলিও বিশেষভাবে অভিযোজিত হয়। এটি করার জন্য, ডিভাইসগুলি হয় উচ্চ-গতির রেকর্ডিং ডিভাইস বা সংযুক্তিগুলির সাথে সজ্জিত যা খুব কম তাপমাত্রায় অপারেশন নিশ্চিত করে। এই ধরনের পদ্ধতি সফলভাবে কণার বর্ণালী ক্যাপচার করে যার জীবনকাল স্বাভাবিক অবস্থায় এক সেকেন্ডের হাজার ভাগে পরিমাপ করা হয়, যেমন ফ্রি র‌্যাডিক্যাল।

পরীক্ষামূলক পদ্ধতির পাশাপাশি, আধুনিক রসায়নে গণনা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এইভাবে, পদার্থের প্রতিক্রিয়াশীল মিশ্রণের থার্মোডাইনামিক গণনা এর ভারসাম্য গঠনের সঠিকভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব করে (রাসায়নিক ভারসাম্য দেখুন)।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং কোয়ান্টাম রসায়নের উপর ভিত্তি করে অণুর গণনা সর্বজনীনভাবে স্বীকৃত এবং অনেক ক্ষেত্রে অপরিবর্তনীয়। এই পদ্ধতিগুলি একটি খুব জটিল গাণিতিক যন্ত্রপাতির উপর ভিত্তি করে এবং সবচেয়ে উন্নত ইলেকট্রনিক কম্পিউটার - কম্পিউটারের ব্যবহার প্রয়োজন। তারা আপনাকে অণুর বৈদ্যুতিন কাঠামোর মডেল তৈরি করতে দেয় যা প্রতিক্রিয়ার সময় গঠিত নিম্ন-স্থিতিশীল অণু বা মধ্যবর্তী কণাগুলির পর্যবেক্ষণযোগ্য, পরিমাপযোগ্য বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করে।

রসায়নবিদ এবং ভৌত রসায়নবিদদের দ্বারা বিকশিত পদার্থগুলি অধ্যয়নের পদ্ধতিগুলি কেবল রসায়নেই নয়, সম্পর্কিত বিজ্ঞানগুলিতেও কার্যকর: পদার্থবিদ্যা, জীববিজ্ঞান, ভূতত্ত্ব। না শিল্প, না কৃষি, না ওষুধ, না অপরাধবিদ্যা তাদের ছাড়া চলতে পারে না। ভৌত এবং রাসায়নিক যন্ত্রগুলি মহাকাশযানে সম্মানের স্থান দখল করে, যা পৃথিবীর কাছাকাছি স্থান এবং প্রতিবেশী গ্রহগুলি অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়।

অতএব, রসায়নের বুনিয়াদি জ্ঞান প্রতিটি ব্যক্তির জন্য প্রয়োজনীয়, তার পেশা নির্বিশেষে, এবং এর পদ্ধতিগুলির আরও বিকাশ বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত বিপ্লবের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ দিক।

বিপাক ভিটামিন শক্তি

বিপাকের অধ্যয়নে, একটি পদার্থের সমস্ত রূপান্তরগুলি সেই ফর্ম থেকে সনাক্ত করা হয় যেখানে এটি শরীর থেকে শরীর থেকে নির্গত চূড়ান্ত পণ্যগুলিতে প্রবেশ করে। পদ্ধতি।

• - অক্ষত প্রাণী বা অঙ্গ ব্যবহার। একটি প্রাণীকে অধ্যয়নের অধীনে যৌগ দিয়ে ইনজেকশন দেওয়া হয় এবং তারপরে এই পদার্থের সম্ভাব্য রূপান্তর পণ্য (মেটাবোলাইট) তার প্রস্রাব এবং মলমূত্রে নির্ধারিত হয়। লিভার বা মস্তিষ্কের মতো একটি নির্দিষ্ট অঙ্গের বিপাক পরীক্ষা করে আরও নির্দিষ্ট তথ্য পাওয়া যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, পদার্থটি উপযুক্ত রক্তনালীতে ইনজেকশন করা হয় এবং এই অঙ্গ থেকে প্রবাহিত রক্তে বিপাকীয় পদার্থগুলি নির্ধারিত হয়।
• - কোষের ব্যবহার। এমনকি কোষগুলি খুব জটিল সংগঠিত সিস্টেম। তাদের একটি নিউক্লিয়াস রয়েছে এবং এটির চারপাশে অবস্থিত সাইটোপ্লাজমে ছোট ছোট দেহ রয়েছে, যাকে বলা হয়। বিভিন্ন আকার এবং টেক্সচারের অর্গানেল। একটি উপযুক্ত কৌশল ব্যবহার করে, টিস্যুকে "সমজাতীয়" করা যেতে পারে এবং তারপরে ডিফারেনশিয়াল সেন্ট্রিফিউগেশন (বিচ্ছেদ) এর শিকার হতে পারে এবং শুধুমাত্র মাইটোকন্ড্রিয়া, শুধুমাত্র মাইক্রোসোম বা একটি পরিষ্কার তরল - সাইটোপ্লাজম ধারণকারী প্রস্তুতি গ্রহণ করতে পারে। এই প্রস্তুতিগুলি পৃথকভাবে সেই যৌগটির সাথে ইনকিউবেট করা যেতে পারে যার বিপাক অধ্যয়ন করা হচ্ছে এবং এইভাবে এটি স্থাপন করা সম্ভব যে কোন উপকোষীয় কাঠামো এর ধারাবাহিক রূপান্তরের সাথে জড়িত।
• - তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ব্যবহার। একটি পদার্থের বিপাক অধ্যয়ন করার জন্য, এটি প্রয়োজনীয়: 1) এই পদার্থ এবং এর বিপাক নির্ধারণের জন্য উপযুক্ত বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি; 2) এই জৈবিক পণ্যে ইতিমধ্যে উপস্থিত একই পদার্থ থেকে যোগ করা পদার্থকে আলাদা করার পদ্ধতি। উপাদানগুলির তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ এবং প্রথমত, তেজস্ক্রিয় কার্বন 14 C. 14 C সহ "লেবেলযুক্ত" যৌগগুলির আবির্ভাবের সাথে সাথে দুর্বল পরিমাপের জন্য যন্ত্রগুলির আবির্ভাবের আগ পর্যন্ত এই প্রয়োজনীয়তাগুলি বিপাকের অধ্যয়নের প্রধান বাধা হিসাবে কাজ করেছিল। তেজস্ক্রিয়তা, এই অসুবিধাগুলি অতিক্রম করা হয়েছিল। যদি একটি জৈবিক প্রস্তুতিতে 14 সি-লেবেলযুক্ত ফ্যাটি অ্যাসিড যোগ করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, মাইটোকন্ড্রিয়া সাসপেনশনে, তবে এর রূপান্তরের পণ্যগুলি নির্ধারণের জন্য কোনও বিশেষ বিশ্লেষণের প্রয়োজন হয় না; এর ব্যবহারের হার অনুমান করার জন্য, অনুক্রমিকভাবে প্রাপ্ত মাইটোকন্ড্রিয়াল ভগ্নাংশের তেজস্ক্রিয়তা পরিমাপ করাই যথেষ্ট। একই কৌশলটি পরীক্ষার শুরুতে মাইটোকন্ড্রিয়ায় ইতিমধ্যে উপস্থিত ফ্যাটি অ্যাসিড অণুগুলি থেকে পরীক্ষক দ্বারা প্রবর্তিত তেজস্ক্রিয় ফ্যাটি অ্যাসিড অণুগুলিকে আলাদা করা সহজ করে তোলে।
• - ক্রোমাটোগ্রাফি এবং ইলেক্ট্রোফোরসিস।অল্প পরিমাণে জৈব পদার্থ সমন্বিত মিশ্রণগুলিকে আলাদা করার জন্যও পদ্ধতি প্রয়োজন। এর মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল ক্রোমাটোগ্রাফি। এটি শোষণের ঘটনার উপর ভিত্তি করে। মিশ্রণের উপাদানগুলির পৃথকীকরণ হয় কাগজে বা সরবেন্টে শোষণের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়, যা কলামগুলি (লম্বা কাচের টিউব) পূরণ করে, তারপরে প্রতিটি উপাদানের ধীরে ধীরে নির্গত হয় (ওয়াশআউট)।
• - আইসোটোপ পদ্ধতি।
• 1. তেজস্ক্রিয় আয়োডিন। এটি থাইরয়েড ফাংশন মূল্যায়ন, থাইরয়েড নোডুলস এবং টিউমার কল্পনা করতে এবং থাইরয়েড ক্যান্সারের মেটাস্টেসগুলি কল্পনা করতে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও, তেজস্ক্রিয় আয়োডিন থাইরোটক্সিকোসিস এবং থাইরয়েড ক্যান্সারের চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত হয়।
• 2. 99 মি Tc-pertechnetate ( 99 মি টিসিও 4 -) থাইরয়েড গ্রন্থি দ্বারা গৃহীত, কিন্তু থাইরোগ্লোবুলিনে অন্তর্ভুক্ত করা হয় না। অতএব, 99m Tc-pertechnetate দিয়ে, থাইরয়েড হরমোন গ্রহণকারী রোগীদের মধ্যেও থাইরয়েড গ্রন্থির একটি ভাল চিত্র পাওয়া সম্ভব। যেহেতু 99m Tc-pertechnetate থাইরয়েড হরমোনের সংশ্লেষণের জন্য একটি সাবস্ট্রেট নয়, তাই এই আইসোটোপ ব্যবহার করে প্রাপ্ত সিন্টিগ্রাম এবং 131 আই-কোলেস্টেরল (6-বিটা-মিথাইল-[ 131 আমি]-নরকোলেস্টেরল) কুশিং সিন্ড্রোম এবং প্রাথমিক হাইপারালডোস্টেরনিজমের হাইপারপ্লাসিয়া এবং অ্যাড্রিনাল কর্টেক্সের টিউমার সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। অ্যালডোস্টেরন সনাক্ত করতে, 131 আই-কোলেস্টেরল সিনটিগ্রাফি হাইপোথ্যালামিক-পিটুইটারি-অ্যাড্রিনাল সিস্টেমের দমনের সাথে ডেক্সামেথাসোনের সাথে মিলিত হয়। দমনের পটভূমির বিপরীতে একটি অ্যাড্রিনাল গ্রন্থিতে আইসোটোপের বর্ধিত সঞ্চয় একটি অ্যালডোস্টেরোমা নির্দেশ করে, যখন আইসোটোপের একটি প্রতিসম সঞ্চয় বরং অ্যাড্রিনাল কর্টেক্সের দ্বিপাক্ষিক হাইপারপ্লাসিয়া নির্দেশ করে।
• 3. মেটা- 131 আই-বেনজিলগুয়ানিডাইন বা মেটা- 123 আই-বেনজিলগুয়ানিডাইন অ্যাড্রিনাল এবং এক্সট্রা-অ্যাড্রিনাল ফিওক্রোমোসাইটোমাস, নিউরাল ক্রেস্ট থেকে প্রাপ্ত টিউমার (প্যারাগ্যাঙ্গলিওমাস), কার্সিনয়েড এবং মেডুলারি থাইরয়েড ক্যান্সার এবং এর মেটাস্টেসগুলি কল্পনা করতে ব্যবহৃত হয়।
• 4. অন্যান্য ধরনের সিনটিগ্রাফি। হাড়ের সিনটিগ্রাফি সফলভাবে পেজেট রোগে ক্ষতগুলিকে স্থানীয়করণ করতে এবং রোগের তীব্রতা মূল্যায়ন করতে ব্যবহৃত হয়।