সৃজনশীলঃ ‘[এখানে D, E,…’ ঢাকা বোর্ড ২০২৩ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

গ্যাসীয় অবস্থায় কোনো মৌলের এক মোল বিচ্ছিন্ন একক ঋণাত্মক আয়নের এক মৌল ইলেকট্রন গ্রহণ করে এক মোল দ্বি ঋণাত্মক আয়নে পরিণত হওয়ার সময় শক্তির যে পরিবর্তন হয় তাকে দ্বিতীয় ইলেকট্রন আসক্তি বলে।

অক্সিজেনের দ্বিতীয় ইলেকট্রন আসক্তির মান ধনাত্মক হওয়ার মূল কারণ হলো ইলেকট্রন ও ঋণাত্মক আয়নের মধ্যকার বিকর্ষণ।

 প্রথম ধাপে অক্সিজেন পরমাণু একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে ঋণাত্মক আয়নে ($O^{-}$) পরিণত হয়, যেখানে শক্তি নির্গত হয়।

• $O\left(g\right)+e^{-}\to O^{-}\left(g\right)[\Delta H=-141\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}]$

দ্বিতীয় ধাপে পূর্বের সৃষ্ট ঋণাত্মক $O^{-}$ আয়নে নতুন আরেকটি ইলেকট্রন যুক্ত করতে গেলে, সমধর্মী চার্জের কারণে এদের মধ্যে প্রবল স্থির বৈদ্যুতিক বিকর্ষণ কাজ করে। এই বিকর্ষণ বলকে অতিক্রম করে ইলেকট্রনটিকে জোরপূর্বক যুক্ত করার জন্য বাইরে থেকে অতিরিক্ত শক্তি সরবরাহ করতে হয় বা শোষিত হয়।

• $O^{-}\left(g\right)+e^{-}\to O^{2-}\left(g\right)[\Delta H=+780\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}]$

যেহেতু দ্বিতীয় ধাপে শক্তি নির্গত হওয়ার পরিবর্তে শোষিত হয় (তাপহারী), তাই অক্সিজেনের দ্বিতীয় ইলেকট্রন আসক্তির মান ধনাত্মক হয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, $\text{E}$ ও $\text{D}$ মৌলদ্বয় যথাক্রমে $\text{Al}$ ও $\text{Mg}$। $\text{Al}$ অপেক্ষা $\text{Mg}$ এর আয়নিকরণ বিভব বা আয়নিকরণ শক্তি বেশি। নিচে এর কারণ ব্যাখ্যা করা হলো-

আয়নিকরণ শক্তির মান পর্যায় সারণির একই পর্যায়ের বাম থেকে ডানে বৃদ্ধি পায়। $\text{Mg}$ ও $\text{Al}$ পর্যায় সারণির ৩য় পর্যায়ের মৌল। $\text{Mg}$ বামে ও $\text{Al}$ ডানে হওয়ায় $\text{Mg}$ এর আয়নিকরণ শক্তি $\text{Al}$ অপেক্ষা কম হওয়ার কথা। কিন্তু $\text{Mg}$ এর আয়নিকরণ শক্তি $\text{Al}$ অপেক্ষা বেশি।

$\text{Al}$ ও $\text{Mg}$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস হতে পাই,

$\begin{array}{cc}& \text{Mg (12)}\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^2;IP=737.7\text{ kJ/mol}\\ & \text{Al (13)}\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^1;IP=577.6\text{ kJ/mol}\end{array}$

জানা আছে, সাধারণত পরমাণুর পূর্ণ ও অর্ধপূর্ণ অরবিটালসমূহ অধিকতর স্থিতিশীল হয়। $\text{Mg}$ পরমাণুর $3s$ অরবিটাল যুগলবদ্ধ হয়ে পূর্ণ আছে। কিন্তু $\text{Al}$ পরমাণুর বহিঃস্তরে অপূর্ণ $3p^1$ অরবিটাল রয়েছে। এক্ষেত্রে $3p^1$ ইলেকট্রনটি সরাতে কিছুটা কম শক্তির প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে $\text{Mg}$ এর স্থিতিশীল $3s^2$ অরবিটাল হতে ইলেকট্রন অপসারণ করতে যথেষ্ট শক্তির প্রয়োজন হয়। এই কারণে $\text{Mg}$ অপেক্ষা $\text{Al}$ এর প্রথম আয়নিকরণ শক্তি কম হয়। অর্থাৎ $\text{Al}$ অপেক্ষা $\text{Mg}$ এর আয়নিকরণ বিভব বেশি।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, $D$ ও $F$ মৌলদ্বয় যথাক্রমে $Mg$ ও $Ca$। সুতরাং, $DC{O}_3$ ও $FC{O}_3$ যৌগদ্বয় যথাক্রমে $MgC{O}_3$ ও $CaC{O}_3$। এদের মধ্যে $CaC{O}_3$ অধিক তাপে বিয়োজিত হয়। নিচে তা যুক্তিসহ বিশ্লেষণ করা হলো-

ফাযানের সূত্র মতে, ক্যাটায়নের আকার যত বড় হয়, তা অ্যানায়নকে তত কম বিকৃত বা পোলারিত করতে পারে। একই গ্রুপে যতই নিচের দিকে যাওয়া যায়, ততই ক্যাটায়নের আকার বাড়ে। $M{g}^{2+}$ এবং $C{a}^{2+}$ আয়ন দুটির মধ্যে $C{a}^{2+}$-এর আকার বড়, কারণ এতে শক্তিস্তর একটি বেশি। $M{g}^{2+}$-এর আকার ছোট হওয়ায় এটি কার্বনেট আয়নকে বেশি পোলারিত করতে পারে, কিন্তু $C{a}^{2+}$-এর আকার $M{g}^{2+}$-এর তুলনায় বড় হওয়ায় এটি কার্বনেট আয়ন ($C{O}_3^{2-}$)-কে কম পরিমাণে পোলারিত করতে পারে।

জানা আছে, যে যৌগে পোলারায়ন কম ঘটে তা অধিক স্থিতিশীল এবং তাকে বিয়োজিত করতে বেশি তাপের প্রয়োজন হয়। বিপরীতক্রমে, যার পোলারায়ন বেশি তা সহজেই কম তাপে বিয়োজিত হয়। যেহেতু $M{g}^{2+}$-এর পোলারায়ন ক্ষমতা $C{a}^{2+}$-এর তুলনায় বেশি, তাই $MgC{O}_3$-এর বিয়োজন তাপ কম এবং $CaC{O}_3$-এর বিয়োজন তাপ অধিক হয়।

এছাড়াও একই গ্রুপের (গ্রুপ-২) উপর থেকে নিচের দিকে ক্রমশ ক্যাটায়নের আকার বৃদ্ধি পাওয়ায় আয়নিক পটেনশিয়াল হ্রাস পায়। আয়নিক পটেনশিয়াল কমার ফলে অ্যানায়নের পোলারায়ন হ্রাস পায় এবং যৌগের বিয়োজন তাপমাত্রাও ক্রমশ বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ,