সৃজনশীলঃ ‘A, B ও…’ সিলেট এমসি কলেজ ২০২৫ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

সমচার্জের ও প্রায় সমআকারের দুটি ক্যাটায়নের মধ্যে সর্ববহিঃস্থ স্তরে 8 ইলেকট্রন বিশিষ্ট ক্যাটায়ন অপেক্ষা সর্ববহিঃস্থ স্তরে 18 ইলেকট্রনবিশিষ্ট ক্যাটায়নের পোলারায়ন ক্ষমতা বেশি। আবার যে ক্যাটায়নের পোলারায়ন ক্ষমতা যত বেশি তার সমযোজী বৈশিষ্ট্যও তত বেশি। আর সমযোজী যৌগের গলনাঙ্ক কম। NaCl এর ক্ষেত্রে ${\mathrm{Na}}^{+}$ এর বহিঃস্থ স্তর 8 ইলেকট্রনবিশিষ্ট কিন্তু CuCl এর ${\mathrm{Cu}}^{+}$ 18 ইলেকট্রনবিশিষ্ট। এজন্য CuCl এর ক্ষেত্রে সমযোজী বৈশিষ্ট্য বেশি হওয়ায় গলনাঙ্ক কম। অর্থাৎ NaCl (গলনাঙ্ক 815°C) > CuCl (গলনাঙ্ক 422°C) ।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, ${\mathrm{BA}}_4$ যৌগটি ${\mathrm{CH}}_4$

একটি কার্বন পরমাণু ও চারটি হাইড্রোজেন পরমাণু সংযোগে ${\mathrm{CH}}_4$ অণু গঠিত হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় কার্বন এর ইলেকট্রন বিন্যাস-

$C\left(6\right)=1s^{2}2s^{2}2p_x^{1}2p_y^{1}2p_z^0$

উত্তপ্ত অবস্থায় কার্বন পরমাণু শক্তি শোষণ করলে $2s^2$ অরবিটাল থেকে একটি ইলেকট্রন $2p_z{}^0$ অরবিটালে চলে আসে। তখন কার্বন পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস-

$C^{\ast }\left(6\right)=1s^{2}2s^{1}2p_x^{1}2p_y^{1}2p_z^1$

এ অবস্থায় C-পরমাণুর একটি 2s ও তিনটি 2p অরবিটাল পরস্পরের সাথে মিশ্রিত হয়ে সম্পূর্ণ নতুন সমশক্তির 4টি sp³ সংকর অরবিটাল গঠন করে। এ 4টি sp³ সংকর অরবিটাল 4টি H-পরমাণুর 1s অরবিটাল এর সাথে সামনাসামনি অধিক্রমণ করে C - H $\sigma$-বন্ধন গঠনের মাধ্যমে ${\mathrm{CH}}_4$ অণু গঠন করে।

প্রতিটি হাইড্রোজেন পরমাণু চতুস্তলকের চার শীর্ষে অবস্থান করে এবং যৌগটির বন্ধন কোণ 109°5′ হয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, ${\mathrm{BA}}_4$ ও ${\mathrm{XA}}_3$ যৌগদ্বয় যথাক্রমে ${\mathrm{CH}}_4$ ও ${\mathrm{NH}}_3$। এদের সংকরণ একই অর্থাৎ sp³ হলেও বন্ধন কোণে পার্থক্য পরিলক্ষিত হয়। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-

${\mathrm{BA}}_4$ তথা ${\mathrm{CH}}_4$ অণু : কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস $C\left(6\right)\Rightarrow 1s^{2}2s^2$  $2p_x^{1}2p_y^{1}2p_z^0$ । বন্ধন গঠনকালে উত্তেজিত অবস্থায় এর একটি 2s ইলেকট্রন শূন্য $2p_z$ অরবিটালে উন্নীত হলে কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস দাঁড়ায়, $1s^{2}2s^{1}2p_x^{1}2p_y^{1}2p_z^1$ । এ অর্ধপূর্ণ অরবিটাল চারটি মিশ্রিত হয়ে সমতুল্য ${\mathrm{sp}}^3$ হাইব্রিড অরবিটাল গঠন করে। এরপর চারটি H পরমাণুর 1s অরবিটালের সাথে কার্বনের ${\mathrm{sp}}^3$ হাইব্রিড অরবিটালগুলোর অধিক্রমণের ফলে চতুস্তলকীয় মিথেন অণু গঠিত হয়। এ অণুর প্রতিটি ∠HCH এর পরিমাণ 109.5°।

${XA}_3$ ও ${\mathrm{NH}}_3$ অণু :  ${\mathrm{NH}}_3$ এর কেন্দ্রীয় পরমাণু N এর সংকরণ ${\mathrm{sp}}^3$ প্রকারের। এ চারটি ${\mathrm{sp}}^3$ সংকর অরবিটালের তিনটি অরবিটাল হাইড্রোজেনের $1s^1$ অরবিটাল দ্বারা অধিক্রমিত হবে এবং চতুর্থ অরবিটালে একজোড়া নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন থাকবে। এ কারণে ${\mathrm{NH}}_3$ অণু ${\mathrm{sp}}^3$ সংকরণের হওয়া সত্ত্বেও বন্ধনজোড় ও মুক্তজোড় ইলেকট্রনের বিকর্ষণের কারণে ∠HNH কোণ 109°28′ অপেক্ষা তত্ত্বীয়ভাবে কমে ${\mathrm{XA}}_3$ তথা ${\mathrm{NH}}_3$ অণুস্থ 107° হয় এবং আকৃতি ত্রিকোণাকার পিরামিডীয় হয়।

সুতরাং দেখা যাচ্ছে, একই সংকরণ সত্ত্বেও ${\mathrm{CH}}_4$ এর বন্ধন কোণ 109.5° হলেও NH₃ এর বন্ধন কোণ 107° হয়।