সৃজনশীলঃ ‘…’ যশোর বোর্ড ২০২১ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

Al(OH)₃ এর দ্রাব্যতা গুণফল 3.7 × 10^-15 বলতে বোঝায় নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় স্বল্প দ্রবণীয় লবণ Al(OH)₃ এর তড়িৎ বিশ্লেষণে উৎপন্ন Al³⁺ ও OH^- আয়নদ্বয়ের মোল প্রতি লিটার এককে ঘনমাত্রায় গুণফলের মান 3.7 ×10^-15 হয়। তখন সম্পৃক্ত দ্রবণে নিম্নরুপ সাম্যাবস্থা থাকে 

aq

Al(OH)₃(s) ⇌ Al³⁺(aq)+3OH^-(aq)

উদ্দীপকের চিত্র-২ হলো NH₃। এতে sp³ সংকরায়ন ঘটে। নিচে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

NH₃ অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণু N। N মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা 7 এবং এর ইলেকট্রন বিন্যাস-

সক্রিয় অবস্থায়, N* = 1s²2s²2p_x¹2p_y¹2p_z¹  

N পরমাণুর sp³-সংকরিত অরবিটালের তিনটির প্রত্যেকটিতে একটি করে অযুগ্ম ইলেকট্রন এবং একটিতে জোড় ইলেকট্রন অবস্থান করে। N-পরমাণুর তিনটি sp³-অরবিটালের অযুগ্ম ইলেকট্রনের সাথে হাইড্রোজেন পরমাণুর s অরবিটালের অযুগ্ম ইলেকট্রন অতিক্রম করে NH₃ অণুর গঠন কাঠামো সৃষ্টি করে।

সংকরিত অরবিটালের জোড় ইলেকট্রনই নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় হিসেবে থেকে যায়। নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়-বন্ধন ইলেকট্রন জোড় বিকর্ষণ বল, বন্ধন ইলেকট্রন জোড়-বন্ধন ইলেকট্রন জোড় বিকর্ষণ বল অপেক্ষা বেশি হওয়ায় নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় NH3 অণুর স্বাভাবিক গঠন চতুস্তলকের যে কোনো একটি বাহুতে অবস্থান করে বন্ধন ইলেকট্রন জোড়কে অধিক মাত্রায় বিকর্ষণ করে। ফলে NH3 অণুর আকৃতি চতুস্তলকীয় গঠন কাঠামো না হয়ে ত্রিকোণী পিরামিডীয় গঠন হয়।

উদ্দীপকের চিত্র-১ ও চিত্র-২ এর যৌগদ্বয় যথাক্রমে H₂O ও NH3। H₂O ও NH₃ যৌগদ্বয়ের সংকরায়ণ একই (sp³) হলেও এদের বন্ধন কোণ ভিন্ন হয়। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-

N ও O এর ইলেকট্রন বিন্যাস-

N(7) = 1s²2s²2p_x¹2p_y¹2p_z¹  

O(8) = 1s²2s²2p_x²2p_y¹2p_z¹  

N পরমাণু তিনটি H পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়ে NH₃ গঠিত এবং এতে একটি মুক্তজোড় ইলেকট্রন বিদ্যমান। অপরপক্ষে O পরমাণু দুটি H পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়ে H₂O গঠিত হয় এবং এতে দুটি মুক্তজোড় ইলেকট্রন আছে। VSEPR তত্ত্ব অনুসারে 

l.p-l.p > l.p-b.p> b.p-b.p  অর্থাৎ মুক্তজোড়- মুক্তজোড় বিকর্ষণ সবচেয়ে বেশি।NH ₃ ও H₂O যৌগ দুটি একই সংকরণ sp³ হওয়া সত্ত্বেও এদের স্বাভাবিক বন্ধন কোণের মান 109.5° হতে কম। কারণ NH₃ অণুতে একটি মুক্তজোড় ইলেকট্রন থাকায় 109.5° থেকে কমে 107° এবং H₂O অণুতে দুইটি মুক্তজোড় ইলেকট্রন থাকায় 109.5° থেকে কম 104.5° হয়।