সৃজনশীলঃ ‘…’ বরিশাল 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 ( l ) = 0, 1, 2। আমরা জানি, l = 0, 1, 2 এর জন্য কেবল s, p ও d অরবিটাল সম্ভব। এজন্য 3f অরবিটাল সম্ভব নয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে X ও A মৌলদ্বয় যথাক্রমে কার্বন (C) ও হাইড্রোজেন (H)। তাই XA₄ যৌগটি CH₄। নিচে CH₄ এর সংকরণ ব্যাখ্যা করা হলো- 

একটি কার্বন পরমাণু ও চারটি হাইড্রোজেন পরমাণু সংযোগে CH₄ অণু গঠিত হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় কার্বন এর ইলেকট্রন বিন্যাস- 

C(6) = 1s² 2s² 2p_x¹2p_y¹2p_z⁰

উত্তপ্ত অবস্থায় কার্বন পরমাণু শক্তি শোষণ করলে 2s² অরবিটাল থেকে একটি ইলেকট্রন 2p_z⁰ অরবিটালে চলে আসে। তখন কার্বন পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস - 

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 CH₄ অণু গঠন করে। 

চিত্র : কার্বন (C) পরমাণুর sp³ সংকরণের মাধ্যমে চতুস্তলকীয় CH₄ অপুর গঠন।

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

এ উদ্দীপকের তথ্যমতে X ও Y মৌল দুটি যথাক্রমে C ও Si। সুতরাং C ও Si এর অক্সাইড হলো CO₂ ও SiO₂ । CO₂ ও SiO₂ যৌণদ্বয়ের ভৌত অবস্থার ভিন্নতার কারণ নিচে ব্যাখ্যা করা হলো-

পর্যায় সারণির 14নং গ্রুপের দুটি মৌল কার্বন (C) ও সিলিকন (Si) উভয়ই ডাই অক্সাইড যেমন, $C{O}_2$ ও $Si{O}_2$ তৈরি করে। কিন্তু স্বাভাবিক অবস্থায় $C{O}_2$ হলো গ্যাস, $Si{O}_2$ হলো কঠিন পদার্থ। এর কারণ হলো কার্বন ডাই অক্সাইড একটি একক বিচ্ছিন্ন গ্যাসীয় অণু। কার্বন ডাই অক্সাইড ($C{O}_2$) অণুতে একটি কার্বন পরমাণুর সঙ্গে দুটি অক্সিজেন পরমাণু দুই জোড়া ইলেকট্রন শেয়ার করে দ্বিবন্ধন দ্বারা যুক্ত করে থাকে।

$C{O}_2$ এর আণবিক আকৃতি সরলরৈখিক এবং এর আণবিক গঠন নিম্নরূপ :

$C{O}_2$ অণুসমূহের মধ্যে কেবল দুর্বল ভ্যানডার ওয়ালস্ বল কার্যকর থাকে এবং সাধারণ তাপমাত্রায় $C{O}_2$ হলো গ্যাস।

অপরদিকে সিলিকন ডাই অক্সাইড ($Si{O}_2$) একটি পলিমার যৌগ $(Si{O}_2{)}_n$ অর্থাৎ দৈত্যাকার অণুবিশিষ্ট যৌগ। সিলিকন ডাই অক্সাইড পলিমার $(Si{O}_2{)}_n$ এর গঠনে প্রতিটি Si পরমাণু চারটি O পরমাণুর সাথে এবং প্রতিটি O পরমাণু Si পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়ে চতুস্তলকীয় গঠন সৃষ্টি করে। প্রতিটি চতুস্তলক O পরমাণু দ্বারা পরস্পর যুক্ত হয়ে পলিমার শিকল $(Si{O}_2{)}_n$ গঠন করে। এর পলিমার গঠন নিম্নরূপ :

পলিমার যৌগ ($Si{O}_2$) এর গলনকালে বহু সমযোজী বন্ধন ভাঙতে হয় এবং অধিক তাপ শক্তি শোষিত হয়। সুতরাং সিলিকন ডাই অক্সাইড $Si{O}_2$ এর গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক অনেক বেশি। যেমন গলনাঙ্ক 1610°C ও স্ফুটনাঙ্ক 2230°C এবং সাধারণ তাপমাত্রায় $Si{O}_2$ হলো কঠিন পদার্থ।