সৃজনশীলঃ ‘21X,17Y,14Z এবং 11…’ চট্টগ্রাম বোর্ড ২০২৩ – পর্যায় সারণি, রসায়ন (এসএসসি)

${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়ন জারক ও বিজারক উভয় হিসেবে কাজ করে, নিম্নে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ায় যে বিক্রিয়কটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে তাকে বিজারক পদার্থ বলে। এখানে ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নটি একটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে ${\mathrm{Fe}}^{3+}$ আয়নে পরিণত হয়।

${\mathrm{Fe}}^{2+}⟶{\mathrm{Fe}}^{3+}+e^{-}$

আবার, জারণ-বিজারণ বিক্রিয়ায় যে বিক্রিয়কটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে তাকে জারক পদার্থ বলে। এখানে ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নটি ২টি ইলেকট্রন গ্রহণ করে $Fe$ পরমাণুতে পরিণত হয়।

${\mathrm{Fe}}^{2+}+2e^{-}⟶\mathrm{Fe}$

সুতরাং ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নটি জারক ও বিজারক হিসেবে কাজ করে।

পর্যায় সারণিতে ইলেকট্রন বিন্যাসের মাধ্যমে ${}_{21}X,{}_{14}Z$ ও ${}_{11}W$ অর্থাৎ ${}_{21}\mathrm{Sc},{}_{14}\mathrm{Si}$ ও ${}_{11}\mathrm{Na}$ মৌলত্রয়ের অবস্থান নিচে নির্ণয় করা হলো

মৌল তিনটি ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরূপ-

${}_{21}\mathrm{Sc}⟶1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{1}4s^2$

${}_{14}\mathrm{Si}⟶1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^2$

${}_{11}\mathrm{Na}⟶1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^1$

ইলেকট্রন বিন্যাস হতে দেখা যায়, স্ক্যালডিয়ামের সর্বশেষ ইলেকট্রনটি d অরবিটালে প্রবেশ করে এবং সিলিকন ও সোডিয়ামের সর্বশেষ ইলেকট্রনটি যথাক্রমে p ও s অরবিটালে প্রবেশ করে। সুতরাং স্ক্যানডিয়াম, সিলিকন ও সোডিয়াম মৌল তিনটি যথাক্রমে d block, p block ও s block মৌল।

মৌল তিনটির পর্যায় নির্ণয়: স্ক্যানডিয়াম, সিলিকন ও সোডিয়ামের ইলেকট্রনসমূহ যথাক্রমে 4টি, 3টি ও 3টি স্তরে বিন্যস্ত। সুতরাং মৌল তিনটি যথাক্রমে ৪র্থ ও ৩য় পর্যায়ে অবস্থিত।

মৌল তিনটির গ্রুপ নির্ণয়: স্ক্যানডিয়াম d block হওয়ায় এর গ্রুপ হলো d অরবিটাল ও যোজ্যতা স্তরের মোট ইলেকট্রন সংখ্যার যোগফল। অর্থাৎ (1 + 2) = 3। আবার সিলিকন p block মৌল হওয়ায় এর যোজ্যতা স্তরের মোট ইলেকট্রন সংখ্যা + 10 এর যোগফল হলো গ্রুপ। অর্থাৎ (4 + 10) = 14। পুনরায় সোডিয়াম s block মৌল হওয়ায় এর যোজ্যতা স্তরের মোট ইলেকট্রন সংখ্যাই হলো গ্রুপ। অর্থাৎ 1 অতএব, ${}_{21}\mathrm{Sc}$ পর্যায় সারণির ৪র্থ পর্যায়ের 3নং গ্রুপ এবং ${}_{14}\mathrm{Si}$ ও ${}_{11}\mathrm{Na}$ পর্যায় সারণির তৃতীয় পর্যায়ের 14নং ও 1 নং গ্রুপের মৌল।

উদ্দীপকের $Y,Z$ ও $W$ অর্থাৎ $Cl,Si$ ও $Na$ মৌলসমূহের ইলেকট্রন আসক্তি এবং পারমাণবিক ব্যাসার্ধ/আকারের ক্রম নিম্নে ব্যাখ্যা করা হলো-

আমরা জানি, পর্যায় সারণির যেকোনো পর্যায়ের বাম দিক থেকে ডান দিকে গেলে ইলেকট্রন আসক্তি বৃদ্ধি পায়। গ্যাসীয় অবস্থায় কোনো মৌলের এক মোল গ্যাসীয় পরমাণুতে এক মৌল ইলেকট্রন প্রবেশ করিয়ে এক মোল ঋণাত্মক আয়নে পরিণত করলে যে পরিমাণ শক্তি নির্গত হয় তাকে ঐ মৌলের ইলেকট্রন আসক্তি বলে। একই পর্যায়ে বাম দিক থেকে ডান দিকে গেলে পারমাণবিক আকার হ্রাস পায়। আকার হ্রাস পাওয়ায় নিউক্লিয়াস কর্তৃক বিচ্ছিন্ন ইলেকট্রনটির প্রতি আকর্ষণ বৃদ্ধি পায়। ফলে বিচ্ছিন্ন ইলেকট্রনটি পরমাণুতে যুক্ত হলে বেশি পরিমাণে শক্তি নির্গত হয় অর্থাৎ ইলেকট্রন আসক্তি বৃদ্ধি পায়।

প্রদত্ত মৌলগুলোর মধ্যে $Na$ সর্ববামে ও $CI$ সর্বডানে অবস্থিত এবং $Si$ মৌলটি মাঝে অবস্থান করায় মৌলত্রয়ের ইলেকট্রন আসক্তির ক্রম হবে-

$Na<Si<Cl$

আবার আমরা জানি, পর্যায় সারণির একই পর্যায়ে বাম থেকে যত ডানে যাওয়া যায় মৌলসমূহের পারমাণবিক আকার ততই হ্রাস পায়। কারণ একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে যাওয়ার সাথে সাথে একটি করে পারমাণবিক সংখ্যা বাড়ে। ফলে নিউক্লিয়াস ও ইলেকট্রনসমূহের মধ্যবর্তী আকর্ষণ বৃদ্ধি পায়। এতে শক্তিস্তরের ইলেকট্রনগুলো নিউক্লিয়াসের দিকে ঝুঁকে থাকে। ফলে পারমাণবিক আকার হ্রাস পায়।

সুতরাং প্রদত্ত মৌলগুলো পর্যায় সারণির তৃতীয় পর্যায়ের অন্তর্ভুক্ত হওয়ায় এদের পারমাণবিক ব্যাসার্ধের ক্রম হলো-

$Na>Si>Cl$