সৃজনশীলঃ ‘A, B, C,…’ চট্টগ্রাম বোর্ড ২০২২ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

3f অরবিটাল সম্ভব নয়। কারণ 3f অরবিটালের জন্য প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n) = 3, এবং সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (I) = 0, 1, 2। আমরা জানি, l = 0, 1, 2 এর জন্য কেবল s, p ও d অরবিটাল সম্ভব। এজন্য 3f সম্ভব নয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে B ও D মৌলদ্বয় যথাক্রমে ক্লোরিন (F) ও ক্লোরিন (Cl)। নিচে মৌলদ্বয়ের ইলেকট্রন আসক্তির তুলনামূলক ব্যাখ্যা দেওয়া হলো-

F ও Cl এর ইলেকট্রন বিন্যাস নিয়ে পাই, 

F(9) → 1s² 2s² 2p⁵

Cl(17) → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 

ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে দেখা যাচ্ছে, মৌল ২টি পর্যায় সারণির একই গ্রুপ-17 এর সদস্য। পর্যায় সারণির একই গ্রুপের মৌলের ক্ষেত্রে ইলেকট্রন আসক্তি নিচের থেকে উপরের দিকে ক্রমশ বাড়তে থাকে। একই গ্রুপে নিচের থেকে উপরের দিকে ইলেকট্রন আসক্তি বৃদ্ধির প্রধান কারণ হলো নিউক্লিয়াস থেকে সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের ইলেকট্রনের দূরত্ব হ্রাস পাওয়া। একই গ্রুপের মৌলের জন্য নিচ থেকে উপরের দিকে একটি করে শক্তিস্তর হ্রাস পেতে থাকে এবং ফলস্বরূপ নিউক্লিয়াস ও ইলেকট্রনের আকর্ষণ বাড়তে থাকে। অর্থাৎ অসীম হতে আগত ইলেকট্রনকে সর্বশেষ শক্তিস্তরে ধরে রাখার প্রবণতা বাড়তে থাকে বা ইলেকট্রন আসক্তি বাড়তে থাকে। তবে একমাত্র ব্যতিক্রম হলো F এর ইলেকট্রন আসক্তি Cl অপেক্ষা কম হয়। এর কারণ হলো ক্লোরিন অপেক্ষা ফ্লোরিনের আকার অপেক্ষাকৃত ছোট হয়। এর ফলে F এর দ্বিতীয় শক্তিস্তরে 7টি ইলেকট্রন থাকায় ইলেকট্রন ঘনত্ব বেশি হয় এবং Cl এর তৃতীয় শক্তিস্তরে 7টি ইলেকট্রন দ্বারা সৃষ্ট ইলেকট্রন ঘনত্ব কম হয়। এতে অসীম হতে একটি ইলেকট্রন ফ্লোরিন অপেক্ষা ক্লোরিন সহজে টানতে পারে। তাই ক্লোরিন অপেক্ষা ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি কমে যায়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, A, B, C, D মৌল চারটি যথাক্রমে বোরন (B), ফ্লোরিন (F), ফসফরাস (P) ও ক্লোরিন (Cl)। সুতরাং AB₄^– ও CD₃ যৌগদ্বয় হবে যথাক্রমে BF₄^– ও PCl₃। যৌগদ্বয়ের সংকরণ একই হলেও বন্ধন কোণের ভিন্নতা আছে। নিচে যুক্তিসহ আলোচনা করা হলো-

BF₄^– আয়নের কেন্দ্রীয় B পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস : 

B^– আয়নের যোজ্যতা স্তরের চারটি বিজোড় e^– চারটি একযোজী F পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়ে sp³ সংকরণের মাধ্যমে BE₄^– আয়নের সৃষ্টি হয়। এতে কোনো মুক্তজোড় e^– থাকে না বলে BF₄^– আয়নের F-B-F বন্ধন কোণের মান হয় 109.5° এবং আকৃতি চতুস্তলকীয়।

অপরদিকে $PC{I}_3$ যৌগের কেন্দ্রীয় P পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস-

P এর যোজ্যতা স্তরে তিনটি বিজোড় ইলেকট্রন থাকায় তিনটি একযোজী Cl পরমাণুর সাথে sp³ সংকরণের মাধ্যমে PCl₃ যৌগ গঠিত হয়। এতে একজোড়া মুক্তজোড় e^– থাকে বলে lone pair - bond pair বিকর্ষণের কারণে বন্ধন কোণের মান 109.5° থেকে কমে 103° হয় এবং আকৃতি ত্রিকোণীয় পিরামিডীয় হয় ।

সুতরাং উপরোক্ত আলোচনা থেকে বলা যায়, ${\mathrm{BF}}_4^{-}$ ও ${\mathrm{PCl}}_3$ যৌগদ্বয়ের সংকরণ একই (sp³) হলেও বন্ধন কোণ ভিন্ন ভিন্ন হয়।