সৃজনশীলঃ ‘(i) একটি অধাতব…’ রংপুর ক্যাডেট কলেজ ২০২৫ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

${\ddot{P}}_3$ অপেক্ষা ${\ddot{\mathrm{NH}}}_3$ অধিক ক্ষারধর্ম প্রদর্শন করে। এর দুটি কারণ রয়েছে। কারণসমূহ নিম্নরূপ:

i. ফসফরাসের তড়িৎ ঋণাত্মকতা (2.1) এর চেয়ে নাইট্রোজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা বেশি। অধিক তড়িৎ ঋণাত্মকতার কারণে $P-H$ এর বন্ধনের তুলনায় $N-H$ এর বন্ধনের ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব N পরমাণুর দিকে অধিক আকৃষ্ট হয়।

ii. ফসফরাসের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (0.11 nm) এর তুলনায় নাইট্রোজেনের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (0.075 nm) ছোট। ফসফরাসের তুলনায় N পরমাণুর আকার ছোট হওয়ায় উক্ত বন্ধন ইলেকট্রন মেঘ ও নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন মেঘের নিট ঘনত্ব N পরমাণুতে তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে। ফলে ${\ddot{P}}_3$ এর P পরমাণুর তুলনায় ${\ddot{\mathrm{NH}}}_3$ এর N পরমাণু কর্তৃক প্রোটন গ্রহণ বা ইলেকট্রন প্রদান ক্ষমতা বেশি হয়। ফলে ফসফিন $\left(P{H}_3\right)$ এর চেয়ে অ্যামোনিয়া $\left(N{H}_3\right)$ তীব্রতর ক্ষার।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, (i) নং যৌগটি $C{O}_2$ যার আণবিক ভর 44। নিচে $C{O}_2$ গ্যাসের সংকরণ ব্যাখ্যা করা হলো-

$C{O}_2$ এর অণুতে কার্বনের যোজনী 4। এক্ষেত্রে কার্বন (C) দুইটি সিগমা $\left(\sigma \right)$ এবং দুইটি পাই $\left(\pi \right)$ বন্ধন গঠন করে। পাই বন্ধন গঠনের জন্য কার্বনের বহিঃস্থ স্তরের দুইটি অরবিটাল $(2p_y$ এবং $2p_z)$ অসংকরিত থাকবে আর দুইটি অরবিটাল (2s এবং $2p_x)sp$ সংকরণ প্রক্রিয়ায় অংশ নেবে।

দেখা যাচ্ছে, $C{O}_2$ যৌগের গঠনের ২টি $\left(\sigma \right)$ বন্ধন ও ২টি $\left(\pi \right)$ বন্ধন বিদ্যমান। এতে কার্যকরী $\left(\sigma \right)$ বন্ধনের সংখ্যা 2 হওয়ায় যৌগটির কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুতে sp সংকরণ বিদ্যমান। $C{O}_2$ অণুর আকৃতি সরলরৈখিক এবং বন্ধন কোণ 180° হয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, (ii) নং যৌগটি $C{H}_4$, যাতে 4 জোড়া $e^{-}$ বিদ্যমান এবং (iii) নং যৌগটি $H_{2}O$, যাতে 2টি মুক্তজোড় ও 2টি বন্ধন জোড় ইলেকট্রন বিদ্যমান। নিচে $C{H}_4$ ও $H_{2}O$ এর বন্ধন কোণের তুলনা করা হলো-

$C{H}_4$ অণুর বন্ধন কোণ: কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস $C\left(6\right)\Rightarrow 1s^{2}2s^{2}2p_x{}^{1}2p_y{}^{1}2p_z{}^0$। বন্ধন গঠনকালে উত্তেজিত অবস্থায় এর একটি 2s ইলেকট্রন শূন্য $2p_z$ অরবিটালে উন্নীত হলে কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস, দাঁড়ায়, $1s^{2}2s^{1}2p_x^{1}2p_y{}^{1}2p_z{}^1$। এ অর্ধপূর্ণ অরবিটাল চারটি মিশ্রিত হয়ে সমতুল্য $s{p}^3$ হাইব্রিড অরবিটাল গঠন করে। এরপর চারটি H পরমাণুর 1s অরবিটালের সাথে কার্বনের $s{p}^3$ হাইব্রিড অরবিটালগুলোর অধিক্রমণের ফলে চতুস্তলকীয় মিথেন অণু গঠিত হয়। এ অণুর প্রতিটি ∠HCH এর পরিমাণ 109°28′।

$H_{2}O$ অণুর বন্ধন কোণ: $H_{2}O$ এর কেন্দ্রীয় পরমাণু অক্সিজেনের সংকরণ $s{p}^3$ প্রকারের। এ চারটি $s{p}^3$ সংকর অরবিটালের দুটি অরবিটাল $H_{2}O$ অণুস্থ দুটি H পরমাণুর $1s^1$ অরবিটালের সাথে অধিক্রমিত হবে এবং অবশিষ্ট দুটি $s{p}^3$ অরবিটালে অক্সিজেনের দুজোড়া নিঃসঙ্গ মুক্ত ইলেকট্রন অবস্থান করবে। ফলে $H_{2}O$ অণুর আকৃতি চতুস্তলকীয় না হয়ে ইংরেজি V অক্ষরের অনুরূপ হবে এবং ∠HOH বন্ধন কোণ 109°28′ এর অনেক নিচে 104.5° হয়। এখানে লোনপেয়ার-লোনপেয়ার বিকর্ষণ ঘটে।

সুতরাং দেখা যাচ্ছে, $C{H}_4$ এর বন্ধন কোণ 109.5° কিন্তু H₂O এর বন্ধন কোণ 104.5° অর্থাৎ $C{H}_4$ এর বন্ধন কোণ বেশি বড়।