রসায়ন বিজ্ঞান হলো পদার্থের গঠন, ভৌত ও রাসায়নিক ধর্ম এবং এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরের বিজ্ঞান। পদার্থের ভৌত অবস্থা অনুযায়ী পদার্থ মূলত তিন প্রকার: কঠিন (Solid), তরল (Liquid) এবং গ্যাসীয় (Gas)। রাসায়নিক সংযুতির ভিত্তিতে পদার্থকে বিশুদ্ধ পদার্থ এবং মিশ্রণে বিভক্ত করা হয়।
১. পদার্থের রাসায়নিক শ্রেণিবিন্যাস
- বিশুদ্ধ পদার্থ (Pure Substances): যাদের উপাদান সর্বত্র নির্দিষ্ট রাসায়নিক ধর্ম বজায় রাখে।
- মৌল (Elements): একই প্রকার পরমাণু দ্বারা গঠিত পদার্থ, যাদের সাধারণ ভৌত বা রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় অন্য কোনো সরলতর পদার্থে বিশ্লেষণ করা যায় না (যেমন: তামা, লোহা, হাইড্রোজেন, সোডিয়াম)।
- যৌগ (Compounds): দুই বা ততোধিক মৌল নির্দিষ্ট ভরের অনুপাতে রাসায়নিকভাবে যুক্ত হয়ে গঠিত নতুন ধর্মবিশিষ্ট পদার্থ (যেমন: জল $H_2O$, গ্লুকোজ $C_6H_{12}O_6$)।
- মিশ্রণ (Mixtures): দুই বা ততোধিক পদার্থ যেকোনো অনুপাতে একত্রে মিশে গঠিত হয় এবং উপাদানের নিজস্ব ধর্ম অপরিবর্তিত থাকে।
- সমসত্ত্ব মিশ্রণ (Homogeneous Mixture): উপাদানগুলি সর্বত্র সুষমভাবে বিন্যস্ত থাকে এবং খালি চোখে বা অণুবীক্ষণ যন্ত্রে পৃথক করা যায় না (যেমন: চিনির জলীয় দ্রবণ, বাতাস)।
- অসমসত্ত্ব মিশ্রণ (Heterogeneous Mixture): উপাদানগুলি সুষমভাবে বণ্টিত থাকে না এবং বিভিন্ন অংশের সংযুতি ভিন্ন হয় (যেমন: বালু ও লোহার গুঁড়োর মিশ্রণ, ধোঁয়াশা)।
২. আন্তর্জাতিক এসআই (SI) মৌলিক এককসমূহ
| রাশি (Physical Quantity) | এককের নাম (Unit Name) | প্রতীক (Symbol) | সংজ্ঞা / প্রাসঙ্গিকতা |
|---|---|---|---|
| দৈর্ঘ্য (Length) | মিটার (Meter) | m | শূন্যস্থানে আলো $1/299792458$ সেকেন্ডে যে দূরত্ব অতিক্রম করে। |
| ভর (Mass) | কিলোগ্রাম (Kilogram) | kg | প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক $h = 6.62607015 \times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$ এর সাপেক্ষে সংজ্ঞায়িত। |
| সময় (Time) | সেকেন্ড (Second) | s | সিজিয়াম-১৩৩ ($^{133}\text{Cs}$) পরমাণুর ৯১৯২৬৩১৭৭০ টি স্পন্দনের কাল। |
| তড়িৎ প্রবাহ (Electric Current) | অ্যাম্পিয়ার (Ampere) | A | প্রাথমিক আধান $e = 1.602176634 \times 10^{-19}\text{ C}$ এর সাপেক্ষে নির্ধারিত। |
| তাপমাত্রা (Thermodynamic Temperature) | কেলভিন (Kelvin) | K | বোল্টজম্যান ধ্রুবক $k = 1.380649 \times 10^{-23}\text{ J/K}$ এর সাপেক্ষে নির্ধারিত। |
| পদার্থের পরিমাণ (Amount of Substance) | মোল (Mole) | mol | $6.02214076 \times 10^{23}$ টি প্রাথমিক সত্তা বিশিষ্ট পরিমাণ। |
| দীপন প্রাবল্য (Luminous Intensity) | ক্যান্ডেলা (Candela) | cd | নির্ধারিত কম্পাঙ্কের একবর্ণী বিকিরণ উৎস দ্বারা সংজ্ঞায়িত। |
৩. পরিমাপে অনিশ্চয়তা ও তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্কসংখ্যা (Significant Figures)
যেকোনো বৈজ্ঞানিক পরিমাপে নিখুঁত মান পাওয়ার জন্য তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্কসংখ্যার নিয়মাবলি কঠোরভাবে অনুসরণ করতে হয়:
- নিয়ম ১: সমস্ত অশূন্য অঙ্কই তাৎপর্যপূর্ণ। যেমন: $285\text{ cm}$ সংখ্যাটিতে তিনটি তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্ক আছে।
- নিয়ম ২: দুটি অশূন্য অঙ্কের মধ্যবর্তী সকল শূন্যই তাৎপর্যপূর্ণ। যেমন: $2.005\text{ g}$-এ চারটি তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্ক বিদ্যমান।
- নিয়ম ৩: প্রথম অশূন্য অঙ্কের পূর্বে অবস্থিত প্রাথমিক শূন্যগুলি তাৎপর্যপূর্ণ নয়; এগুলি কেবল দশমিকের স্থান নির্দেশ করে। যেমন: $0.03\text{ g}$-এ ১টি এবং $0.0052$-এ ২টি তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্ক রয়েছে।
- নিয়ম ৪: দশমিক বিন্দুর ডানদিকে অবস্থিত প্রান্তীয় শূন্যগুলি তাৎপর্যপূর্ণ। যেমন: $0.200\text{ g}$-এ ৩টি এবং $100.0$-এ ৪টি তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্ক আছে।
- নিয়ম ৫: দশমিক বিন্দুবিহীন সংখ্যার প্রান্তীয় শূন্য তাৎপর্যপূর্ণ নাও হতে পারে। যেমন: $100$ সংখ্যাটিতে ১টি, ২টি বা ৩টি তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্ক হতে পারে। বৈজ্ঞানিক সংকেতে লিখলে এই দ্বিধা দূর হয়: $1 \times 10^2$ (১টি), $1.0 \times 10^2$ (২টি), $1.00 \times 10^2$ (৩টি)।
- নিয়ম ৬: গণনা করা নির্দিষ্ট বস্তুর সংখ্যায় (যেমন: ২০টি ডিম বা ১৫টি পেনসিল) তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্কসংখ্যা অসীম (Infinite) ধরা হয় ($20 = 20.000...$)।
যোগ, বিয়োগ, গুণ ও ভাগের নিয়ম:
- যোগ বা বিয়োগের ক্ষেত্রে ফলাফলে দশমিকের পরে ততগুলিই অঙ্ক থাকবে যা প্রদত্ত সংখ্যাগুলির মধ্যে দশমিকের পর সর্বনিম্ন অঙ্কের সমান (যেমন: $18.0 + 1.012 = 19.012 \rightarrow 19.0$)।
- গুণ বা ভাগের ক্ষেত্রে অন্তিম ফলাফলে মূল সংখ্যাগুলির মধ্যে সর্বনিম্ন তাৎপর্যপূর্ণ অঙ্কসংখ্যার সমান অঙ্ক রাখতে হবে (যেমন: $2.5 \times 1.25 = 3.125 \rightarrow 3.1$)।