সৃজনশীলঃ ‘A2+ ও B2+…’ বরিশাল বোর্ড ২০১৭ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

ধাতব লবণসমূহ অনুদ্বায়ী বা কম উদ্বায়ী। শিখা পরীক্ষায় গাঢ় HCl ব্যবহার করলে ধাতব লবণসমূহ গাঢ় HCl এর সাথে বিক্রিয়া করে ধাতব ক্লোরাইড লবণে পরিণত হয়। ধাতব ক্লোরাইড লবণ তুলনামূলকভাবে অধিক উদ্বায়ী। এই লবণকে বুনসেন বার্নারের জারণ শিখায় ধরলে সহজেই বাষ্পে পরিণত হয়। বাষ্পীভূত অবস্থায় ধাতব ক্যাটায়ন নিকটস্থ অ্যানায়ন থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে বিচ্ছিন্ন ধাতব পরমাণুতে পরিণত হয়। পরে এই ধাতব পরমাণু শিখা থেকে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে উত্তেজিত হয়। আবার এই উত্তেজিত পরমাণু শক্তি বিকিরণ করে শিখায় বিশেষ বর্ণ সৃষ্টি করে পূর্বাবস্থায় ফিরে আসে। এজন্য শিখা পরীক্ষায় গাঢ় HCl ব্যবহার করা হয়।

উদ্দীপকের A²⁺ আয়নের সর্ববহিস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস 3d⁹

∴ A পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস হবে 3d¹⁰  4s²

                                       [3d⁹ 4s² নয় কেননা 3d¹⁰ অধিক স্থিতিশীল]

অর্থাৎ A মৌলটি Cu(29)

[Cu(NH₃)₄]²⁺ গঠন: 

Cu²⁺  আয়নের সঙ্গে চারটি অ্যামোনিয়া অণু সন্নিবেশ বন্ধন দ্বারা যুক্ত হয়ে টেট্রাঅ্যামিন কিউপ্রিক জটিল আয়ন [Cu(NH₃)₄]²⁺ গঠন করে। এক্ষেত্রে জটিল আয়নটিতে Cu²⁺ আয়ন হলো কেন্দ্রীয় ধাতব আয়ন এবং NH₃ এর অণুসমূহ লিগ্যান্ড। Cu²⁺ আয়নের সঙ্গে চারটি সন্নিবেশ বন্ধন দ্বারা লিগান্ড NH₃ এর চারটি অণু যুক্ত বলে Cu²⁺ আয়নের সন্নিবেশ সংখ্যা চার।

[Cu(NH₃)₄]²⁺ আয়নটি প্যারাম্যাগনেটিক অর্থাৎ Cu²⁺  আয়নের বিজোড় ইলেকট্রন আছে এবং রঞ্জনরশ্মি পরীক্ষা মতে সমতলীয় বর্গাকার। তাই এতে নিম্নোক্ত ইলেকট্রন বিন্যাস সহযোগে চারটি লিগ্যান্ড (:NH₃) প্রদত্ত চারটি ইলেকট্রন যুগলে sp²d সংকরণ ঘটে।

দেওয়া আছে, A²⁺ আয়নের সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস 3d⁹।

A²⁺ এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো-

A²⁺→  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁹ 4s⁰

তাই মৌলটি হলো (Cu)।

আবার, B²⁺ আয়নের বহিঃস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস 3d¹⁰। B²⁺ এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো-

B²⁺→ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s⁰

তাই, মৌলটি হলো (Zn)।

অবস্থান্তর ধাতুর অধিকাংশ যৌগ এবং তাদের আয়নের দ্রবণসমূহ রঙিন। অবস্থান্তর ধাতু ও আয়নে অপূর্ণ এ অরবিটাল থাকে বলেই এরা রঙিন হয়।

অবস্থান্তর ধাতুর পরমাণুর বহিস্তরের d অরবিটালসমূহের শক্তি সমান। একে ডিজেনারেট অবস্থা বলে। কিন্তু জটিল যৌগ গঠনের সময় অন্য পরমাণুর অরবিটালের সঙ্গে অবস্থান্তর ধাতব আয়নের d অরবিটালের অধিক্রমণ ঘটায় এ অরবিটালসমূহের মধ্যে শক্তির কিছুটা পার্থক্য সৃষ্টি হয় (নন-ডিজেনারেট অবস্থা)। সুতরাং যৌগের দ্রবণে আলো পড়লে d ইলেকট্রন দৃশ্যমান অঞ্চলের আলো শোষণ করে কাছাকাছি শক্তির অপর d অরবিটালে স্থানান্তরিত হয়। যে বর্ণের আলো শোষণ করে তার সম্পূরক বর্ণের আলো দৃশ্যমান হয়। ফলে অবস্থান্তর ধাতুর আয়নের দ্রবণটি ঐ নির্দিষ্ট বর্ণের হয়। Zn আয়নে সুস্থিত d¹º কনফিগারেশন থাকায় ইলেকট্রনের কোন d-d স্থানান্তর সম্ভব নয়। এজন্য জিংক লবণসমূহ বর্ণহীন। কিন্তু Cu²+ আয়নে অপূর্ণ এ অরবিটাল আছে। এজন্য কিউপ্রিক লবণগুলো রঙিন।

[Cu(NH₃)4]²⁺ এ Cu²⁺ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁹

রঙিন যৌগের ক্ষেত্রে মনে রাখতে হবে যে, লিগ্যান্ড, অবস্থান্তর মৌল, অবস্থান্তর মৌলের চার্জ, লিগ্যান্ডের সংখ্যা-এদের যেকোনোটির পরিবর্তন হলে নন-ডিজেনারেটর অবস্থায় শক্তির পার্থক্য ভিন্ন হবে। এতে শক্তির শোষণ-বিকিরণ ভিন্ন হবে যা ভিন্ন ভিন্ন বর্ণ প্রদর্শন করবে।