সৃজনশীলঃ ‘এখানে L, M…’ রাজশাহী বোর্ড ২০২৫ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

কোনো উভমুখী বিক্রিয়ার সম্মুখ বিক্রিয়ার হার ও পশ্চাৎমুখী বিক্রিয়ার হার সমান হলেই বিক্রিয়াটি সাম্যাবস্থায় উপনীত হয়। আপাত দৃষ্টিতে সাম্যাবস্থায় বিক্রিয়াটিকে স্থির মনে হলেও প্রকৃতপক্ষে বিক্রিয়াটি গতিশীল। এ অবস্থায় একক সময়ে যে পরিমাণ বিক্রিয়ক উৎপাদে পরিণত হয় ঐ একই সময় উৎপাদেরও একই পরিমাণ বিক্রিয়কে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ এ অবস্থায় প্রতি সেকেন্ডে যতগুলো বিক্রিয়ক অণু বিক্রিয়া করে উৎপাদ তৈরি করে ঐ সময়ে উৎপাদ বিক্রিয়া করে ঠিক ততগুলো বিক্রিয়ক অণু উৎপন্ন করে। তাই রাসায়নিক সাম্যাবস্থা গতিশীল প্রকৃতির। 

উদ্দীপকের তথ্যমতে, $L$ ও $M$ মৌলদ্ধয় (যথাক্রমে) $Fe$ ও $Cl$। এজন্য ${\mathrm{LY}}_2$ ও $\mathrm{LY}{Y}_3$ যৌগ দুটি যথাক্রমে ${\mathrm{FeCl}}_2$ ও ${\mathrm{FeCl}}_3$ । ${\mathrm{FeCl}}_2$ অপেক্ষা ${\mathrm{FeCl}}_3$ অধিক সমযোজী প্রকৃতির। নিচে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

${\mathrm{FeCl}}_2$ ও ${\mathrm{FeCl}}_3$ এর ক্ষেত্রে ${\mathrm{FeCl}}_3$ অণুটি ${\mathrm{FeCl}}_2$ অপেক্ষা অধিক সমযোজী। ${\mathrm{FeCl}}_2$ ও ${\mathrm{FeCl}}_3$ এর মধ্যে $Fe$ এর জারণমান যথাক্রমে $+2$ ও $+3$ । ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ অপেক্ষা ${\mathrm{Fe}}^{3+}$ এর ধনাত্মক আধানের পরিমাণ অধিক ও আকারে ছোট হয়। ${\mathrm{Fe}}^{3+}$ আয়ন ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নের তুলনায় ${\mathrm{Cl}}^{-}$আয়নের ইলেকট্রন মেখকে বেশি মাত্রায় পোলারায়ন করে। ফলে ${\mathrm{FeCl}}_2$ এর তুলনায় ${\mathrm{FeCl}}_3$ অণুতে অধিক সময়োজী ধর্ম প্রকাশ পায়। অর্থাৎ ${\mathrm{FeCl}}_2$ অপেক্ষা ${\mathrm{FeCl}}_3$ অধিক সমযোজী প্রকৃতির হয়।

উদ্দীপকের $M$ ও $Y$ যথাক্রমে $Cu$ ও $Cl$ । তাই $\left[M{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_2\right]Y$ ও $\left[M{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_4\right]Y_2$ যৌগদ্ধয় যথাক্রমে $\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_2\right]\mathrm{Cl}$ ও $\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_4\right]{\mathrm{Cl}}_2$ । 

এদের মধ্যে $\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_4\right]{\mathrm{Cl}}_2$ রঙিন হবে। নিচে তা বিশ্লেষণ কয়। হলো-

$\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_2\right]\mathrm{Cl}$ যৌগে $Cu$ এর জারণ মান $+1$ এবং $\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_4\right]{\mathrm{Cl}}_2$ যৌগে $Cu$ এর জারণ মান $+21{\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস-

$\mathrm{Cu}\left(29\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^1$

সুতরাং ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস:

${\mathrm{Cu}}^{2+}\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^9$ 

ইলেকট্রন বিন্যাস অনুসারে, ${\mathrm{Cu}}^{2+}$  অর্থাৎ ${\mathrm{Cu}}^{2+}$  আয়নটিতে বহিঃস্থ শেলে অসম্পূর্ণ d-অরবিটাল রয়েছে। এ ধাতব আয়নের পাঁচটি d-অরবিটালের শক্তি সমান। কিন্তু জটিল আয়ন গঠনকালে ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়নের d-অরবিটাল ও লিগ্যান্ডের অরবিটালের মধ্যে বিকর্ষণ হওয়ায় ${\mathrm{Cu}}^{2+}$  আয়নের d-অরবিটালের মধ্যে কিছুটা শক্তি পার্থক্য সৃষ্টি হয়। এ নন-ডিজেনারেট অবস্থায় d-অরবিটালগুলো বিচ্ছিন্ন হয়ে দুটি 'পৃথক শস্তিস্তরে বিভক্ত হয়ে  যায়। 

এখন জলীয় ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়নে দৃশ্যমান আলো পড়লে ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়নের $d$অরবিটালের ইলেকট্রনগুলো দুটি শক্তিস্তরের পার্থক্য পরিমাণ শক্তি $\left(\Delta E\right)$ নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে কাছাকাছি শক্তির $d$ অরবিটালে স্থানান্তরিত হয়। দৃশ্যমান আলোর অবশিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো প্রতিফলিত হয় যার বর্ণ শোষিত আলোকের বর্ণের সম্পূরক হয়। অর্থাৎ ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়ন এ বর্ণই (নীল) ধারণ করে। কাজেই ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ বা ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়নের $d$ অরবিটাল আংশিকভাবে পূর্ণ হওয়ার দরুন d-d স্থানান্তর সম্ভব হয় রলে ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ আয়নযুক্ত যৌগ অর্থাৎ [ $\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_4$ ] ${\mathrm{Cl}}_2$ গাঢ় নীল বর্ণযুক্ত অর্থাৎ রঙিন হয়।

পক্ষান্তরে ${\mathrm{Cu}}^{+}$আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস-

${\mathrm{Cu}}^{+}\left(29\right)=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{-2}3p^{6}3d^{10}4s^0$

দেখা যাচ্ছে, ${\mathrm{Cu}}^{+}$আয়নের $3d-$ অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ। তাই ${\mathrm{Cu}}^{+}$আয়ন অবস্থান্তর মৌল নয়। এজন্য $\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_2\right]\mathrm{Cl}$ জটিল যৌগটি রঙিন হয় না।