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

HCI পানিতে দ্রবণীয়। কারণ এটি একটি পোলার সমযোজী যৌগ। কাজেই পোলার পানির অণুর ঋণাত্মক অক্সিজেন কর্তৃক HCI এর ধনাত্মক হাইড্রোজেন এবং পানির অণুর ধনাত্মক $H^{+}$ কর্তৃক HCI অণুর ঋণাত্মক ${\mathrm{Cl}}^{-}$ আকৃষ্ট হয়ে HCI অণু পানিতে দ্রবীভূত হয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, D ও E মৌলদ্বয় যথাক্রমে Fe(26) ও Zn(30), এদের মধ্যে Fe রঙিন যৌগ গঠন করলেও Zn রঙিন যৌগ গঠন করে না। নিচে এর কারণ ব্যাখ্যা করা হলো-

আয়নিত অবস্থায় Fe এর ইলেকট্রন বিন্যাস-

${\mathrm{Fe}}^{2+}\left(26\right)=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^2{}_{\mathrm{xy}}3d^1{}_{\mathrm{yz}}3d^1{}_{\mathrm{zx}}3d^1{}_{x^2-y^2}3d^1{}_{z^2}4s^0$

${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নটিতে বহিঃস্থ শেলে অসম্পূর্ণ d-অরবিটাল রয়েছে। এ ধাতব আয়নের পাঁচটি d-অরবিটালের শক্তি সমান কিন্তু জটিল আয়ন গঠনকালে ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নের d-অরবিটাল ও লিগান্ডের $\left({\mathrm{CN}}^{-}\right)$ অরবিটালের মধ্যে বিকর্ষণ হওয়ায় ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নের d-অরবিটালের মধ্যে কিছুটা শক্তি পার্থক্য সৃষ্টি হয়। এ নন ডিজেনারেট অবস্থায় d-অরবিটালগুলো বিচ্ছিন্ন হয়ে দুটি পৃথক শক্তিস্তরে বিভক্ত হয়ে যায়।

জলীয় ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নে দৃশ্যমান বর্ণের আলো পড়লে ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নের d-অরবিটালের ইলেকট্রনগুলো দুটি শক্তিস্তরের পার্থক্য পরিমাণ শক্তি (ΔΕ) নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে কাছাকাছি শক্তির d-অরবিটালে স্থানান্তরিত হয়। দৃশ্যমান আলোর অবশিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো প্রতিফলিত হয় যার বর্ণ শোষিত আলোকের বর্ণের সম্পূরক হয়।

অপরদিকে সুস্থিত অবস্থায় Zn এর ইলেকট্রন বিন্যাস-

${\mathrm{Zn}}^{2+}\left(30\right)=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^0$

দেখা যাচ্ছে, ${\mathrm{Zn}}^{2+}$ আয়নের 3d অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ থাকায় এটি অবস্থান্তর মৌল নয়। এ কারণে এটি রঙিন যৌগ গঠন করতে পারে না।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, B, C, D ও E মৌল চারটি যথাক্রমে $V\left(23\right),\mathrm{Mn}\left(25\right),\mathrm{Fe}\left(26\right)$ ও $\mathrm{Zn}\left(30\right)$। গলনাঙ্ক লেখচিত্র থেকে দেখা যাচ্ছে এদের গলনাঙ্কের ক্রম ব্যতিক্রমী ঘটায় এরূপ ভিন্নতা হয়েছে।
নিচে এর কারণ বিশ্লেষণ করা হলো-
জানা আছে, ধাতুর গলনাঙ্ক নির্ভর করে ধাতুর পরমাণুসমূহের মধ্যস্থ ধাতব বন্ধন শক্তির মাত্রার উপর। আবার বন্ধন শক্তি নির্ভর করে ধাতুর পরমাণুর সঞ্চারণশীল বিজোড় ইলেকট্রন সংখ্যার উপর। তাই Sc এর $3d^1$ থেকে V(23) = 3d³ পর্যন্ত গলনাঙ্ক ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পায়। কারণ 3d অরবিটালে বিজোড় $e^{-}$ সংখ্যা বৃদ্ধি পায়।

Mn মৌলটির ক্ষেত্রে 4s অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা পরিপূর্ণ এবং 3d অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা অর্ধপূর্ণ। Mn পরমাণুর নিউক্লিয়াস অধিক সুস্থিত অর্জন করে। অধিক সুস্থিত অরবিটালের ইলেকট্রন ধাতব বন্ধন গঠনে সঞ্চারণশীলতা কমে যায়। এ কারণে Mn এর গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্কের মান হঠাৎ করে নিম্ন হয়। Fe এর ক্ষেত্রে $3d^{6}4s^2$ ইলেকট্রন বিন্যাস হয়। সঞ্চারণশীল ইলেকট্রনের বৃদ্ধি ঘটে। Co থেকে পরবর্তী মৌলগুলোর 3d অরবিটালে ইলেকট্রনের পূর্ণতার দিকে অগ্রসর হয়। ফলে সঞ্চারণশীল ইলেকট্রনের সঞ্চারণশীলতা কমতে থাকে।

ধাতব বন্ধন গঠনের মাত্রা কমতে থাকে এবং গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্কের মানের হ্রাস পেতে থাকে।

$\mathrm{Zn}\left(30\right)=3d^{10}4s^2$ এর ক্ষেত্রে সঞ্চারণশীল বিজোড় $e^{-}$ নেই। এজন্য Zn(30) এর গলনাঙ্ক সর্বনিম্ন।