সৃজনশীলঃ ‘আয়নবিকারকউৎপাদA3 (n-1)d5ns0NH4OH(অতিরিক্ত)CB2+(n-1)d10ns0Dn এর…’ NH4OH অতিরিক্ত ২০২৪ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

কক্ষ তমাত্রায় H₂S গ্যাসীয় কিন্তু H₂O তরল হয় এদের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতির ফলে, হাইড্রোজেন বন্ধন হলো একটি দুবর্ল আকষর্ণ বল, যা হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে একটি ইলেকট্রন শূন্য পরমাণু বা গ্রুপের মধ্যে গঠিত হয়।

H₂S অনুতে, সালফার পরমাণু দুটি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে যুক্ত থাকে, এসময়ে বন্ধনগুলি দুবর্ল হয়, তার ফলে H₂S অনুগুলি কক্ষ তাপমাত্রাই সহজেই বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং গ্যাসীয় অবস্থায় থাকে, H₂O অনুতে অক্সিজেন পরমাণু দুটি হাইড্রোজেন পরমানুর সাথে সমযোজী বন্ধনগুলির পাশাপাশি অক্সিজেন পরমাণুর উপরের দুটি ইলেকট্রন জলের অনুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করে। এই হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি H₂S অনুগুলিকে একত্রিত করে এবং তরল অবস্থায় রাখে।

উদ্দীপকে উল্লেখিত A ও B মৌলগুলো হলো Fe এবং Zn, Zn এর জারণ মান Zn²⁺, Fe এর জারন মান Fe²⁺ ও Fe³⁺.

Fe এর ইলেকট্রন বিন্যাস-

* Fe  = 1S² 2S² 2p⁶ 3s² 3d⁶

* Fe²⁺ = 1S² 2S² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d⁶ 4S⁰

*Fe³⁺ = 1S² 2S² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d⁵ 4S⁰

Zn =1S² 2S² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d¹⁰ 4S²

* Zn =1S² 2S² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d¹⁰

যে সব d-ব্লক মৌলের সুস্থিত ক্যাটায়নে d-অরবিটাল আংশিকভাবে পূর্ণ যেমন d^1-9 ইলেকট্রন বিন্যাস থাকে, তাদেরকে অবস্থান্তর মৌল বলে। অবস্থান্তর মৌলের পরিবর্তনশীল জারণ সংখ্যা প্রদর্শনের প্রধান কারন পরমাণুর বহিঃস্থ কাঠামোতে d অরবিটালের উপস্থিতি থাকে। বহিঃস্তরে ফাঁকা d অরবিটাল থাকায় বিভিন্ন অবস্থায় ইলেকট্রনযুগল ভেঙে ভিন্ন ভিন্ন সংখ্যক অযুগল ইলেকট্রন সৃষ্টি করতে পারে। এছাড়া অবস্থান্তর মৌলের পরমাণু 3d ও 4s অরবিটালে শক্তির মান খুব কাছাকাছি, তাই কোনো একটি অবস্থান্তর মৌলের পরমানুর বহিঃস্তর থেকে বিভিন্ন অবস্থায় বিভিন্ন সংখ্যক ইলেকট্রন ত্যাগ করে। প্রায় সমান স্থায়ীত্বের আয়ন গঠন করতে পারে। এজন্য Fe পরিবর্তনশীল জারণ সংখ্যা প্রদর্শন করে। কিন্তু যে সব d-ব্লক মৌলের সুস্থিত আয়নে d-অরবিটাল পূর্ণ (d¹⁰) অথবা খালি (d⁰) থাকে, এসব মৌল অবস্থান্তর মৌলের বৈশিষ্ট্য যেমন পরিবর্তনশীল জারন অবস্থা, রঙিন আয়ন গঠন ইত্যাদি প্রদর্শন করতে পারে না। তাই Zn পূর্ণ d অরবিটাল থাকার পরিবর্তনশীল জারণ মান দেখা না স্থির থাকে।

উদ্দীপকে উল্লেখিত বিক্রিয়া নিচে উল্লেখ্য করা হলোঃ

A মৌলটি Fe³⁺ এবং B মৌলটি হচ্ছে Zn²⁺ A ও B এর সাথে NH₄OH এর সাথে বিক্রিয়া করে,

Fe + 3NH₄OH → Fe(OH)₃ + 3 NH₄⁺

Zn + 2NH₄OH → Zn(OH)₂ + 2NH₄⁺

A ও B NH₄OH এর সাথে বিক্রিয়া করে যথাক্রমে Fe(OH)₃ ও Zn(OH)₂ উৎপন্ন করে Fe³⁺ ও Zn²⁺ যথাক্রমে ফেরো- ম্যাগনেটিক ও ডায়াম্যাগনেটিক ধর্ম প্রদর্শন করে। পরমানুর স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা থেকে আমরা জানি প্রতিটি ইলেকট্রন নিজের স্পিন গতির কারণে অকটি অতি ক্ষুদ্র চুম্বকরূপে মৃদু চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি করে, একমুখী স্পিনের অযুগ্ম ইলেকট্রন ম্যাগনেটিক মোমেন্ট বা চৌম্বক ভ্রামক ( μ = Q × r) সৃষ্টি করে এবং চৌম্বক ধর্ম প্রকাশ করে, অপরদিকে বিপরীত স্পিনের যুগলবস্তু ইলেকট্রনের ম্যাগনেটিক মোমেন্ট পরস্পর বিপরীত হওয়ায় সার্বিক চৌম্বক মোমেন্ট শূন্য হয় তখন ঐ পরমানু বা আয়নের চৌম্বক ধর্ম আকে না। ব্যহ্যিক চৌম্বকক্ষেত্রের প্রভাব পদার্থের আচরণ অনুসারে পদার্থগুলোকে তিন শ্রেণিতে বিভক্ত করা হয়। যেমন: ১. প্যারাম্যাগনেটিক, ২. ফেরোম্যাগনেটিক, ৩. ডায়াম্যাগনেটিক।

প্যারাম্যাগনেটিকঃ

কোনো পদার্থ ব্যাহ্যিক চৌম্বকক্ষেত্রের দ্বারা আকৃষ্ট হলে ঐ সব পদার্থকে প্যারাম্যাগনেটিক বা প্যারাচৌম্বকীয় পদার্থ বলে। পদার্থের পরমাণু বা আয়নে বিজোড় ইলেকট্রন থাকার কারণে ঐ পদার্থে প্যারাম্যাগনেটিক ধর্ম প্রকাশ পায়, মৌলের পরমাণুর প্যারা চৌম্বকীয় আর্কষন ধর্ম দ্বারা এ ইলেকট্রন বিন্যাসের মধ্যে কয়টি বিজোড় ইলেকট্রন থাকে তা সঠিকভাবে নির্ণয় করা সম্ভব হয়। যেমন- পরমানুতে বিজোড় ইলেকট্রন সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে ঐসব পদার্থের ঝুলন্ত টুকরাগুলো স্মায়ী চুম্বক দন্ড দ্বারা ক্রমান্বয়ে অধিক আকৃষ্ট হয়ে থাকে। Fe³⁺ এর ইলেকট্রন বিন্যাস করলেই তা বুঝা যায়।

Fe(26) : [Ar] 3d⁶ 4s²

Fe: [Ar]       3d⁵                                           4S^o

Fe³⁺ আয়নে পাঁচটি বিজোড় ইলেকট্রন থাকে তাই Fe ফেরোম্যাগনেটিক হলেও Fe³⁺ প্যারাম্যাগনেটিক।

Zn²⁺ হলো ডায়াম্যাগনেটিক, সে সব পদার্থ ব্যাহ্যিক চৌম্বকক্ষেত্রে দ্বারা আকৃষ্ট হয় না; বরঞ্চ মৃদ্যু বিকর্ষিত হয়, তাদেরকে ডায়াম্যাগনেটিক পদার্থ বলে। যে সব পরমাণু বা আয়নে সব ইলেকট্রন যুগবলবদ্ধ থাকে, তাদের নিজস্ব কোনো চৌম্বক ধর্ম থাকে না। তাই এসব পদার্থ ব্যাহ্যিক দ্বারা আকৃষ্ট হয় না।

Zn(30) → 3d¹⁰ 4S²