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

$Na$ ও ${\mathrm{Na}}^{+}$  আয়নের মধ্যে $Na$ এর আকার বড়। কারণ এদের ইলেকট্রন বিন্যাস:

$\begin{array}{cc}& \mathrm{Na}\left(11\right)=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^1\\ & {\mathrm{Na}}^{+}\left(11\right)=1s^{2}2s^{2}2p^6\end{array}$

ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে দেখা যাচ্ছে, $Na$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস তিনটি স্তরে ও ${\mathrm{Na}}^{+}$  আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস দুইটি স্তরে বিন্যস্ত। তাছাড়া $Na$ পরমাণুতে 11টি প্রোটন 11টি ইলেকট্রন থাকলেও ${\mathrm{Na}}^{+}$ আয়নে 11টি প্রোটন ও 10টি ইলেকট্রন আছে। ফলে ${\mathrm{Na}}^{+}$  আয়নের ক্ষেত্রে নিউক্লিয়াস কর্তৃক ইলেকট্রনসমূহ বেশি আকৃষ্ট থাকে বলে ${\mathrm{Na}}^{+}$ এর আকার ক্ষুদ্র ও $Na$ এর আকার বড় হয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, $E$ ও $D$ মৌলদ্বয় যথাক্রমে $Al$ ও $Mg$ | $Al$ অপেক্ষা $Mg$ 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। $Mg$ ও $Al$ পর্যায় সারণির ৩য় পর্যায়ের মৌল। $Mg$ 

বামে ও $AI$ ডানে হওয়ায় $Mg$ এর আয়নিকরণ শক্তি $Al$ অপেক্ষা কম হওয়ার কথা। কিন্তু $Mg$ এর আয়নিকরণ শক্তি $AI$ অপেক্ষা বেশি।

$AI$ ও $Mg$ এর ইলেকট্রন বিন্য়াস নিয়ে পাই, 

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

জানা আছে, সাধারণত পরমাণুর পূর্ণ ও অর্ধপূর্ণ অরবিটালসমূহ অধিকতর স্থিতিশীল হয়। $Mg$ পরমাণুর $3s$ অরবিটাল যুগলবন্ধ হয়ে পূর্ণ আছে। কিন্তু $AI$ পরমাণুর বহিঃস্তরে অপূর্ণ $3p^1$ অরবিটাল রয়েছে। এক্ষেত্রে $3p^1$  ইলেকট্রনটি সরাতে কিছুটা কম শক্তির প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে $Mg$ এর স্থিতিশীল $3s^2$ অরবিটাল হতে ইলেকট্রন অপসারণ করতে যথেষ্ট শক্তির প্রয়োজন হয়। এ কারণে $Mg$ অপেক্ষা $Al$ এর প্রথম আয়নিকরণ শক্তি কম হয়।

অর্থাৎ $Al$ অপেক্ষা $Mg$এর আয়নিকরণ বিভব বেশি। 

উদ্দীপকের তথ্যমতে, D ও F মৌলদ্বয় যথাক্রমে Mg ও Ca। সুতরাং, ${\mathrm{DCO}}_3$ ও ${\mathrm{FCO}}_3$ যৌগদ্বয়  ${\mathrm{MgCO}}_3$ ও ${\mathrm{CaCO}}_3$ ।  এদের মধ্যে ${\mathrm{CaCO}}_3$অধিক তাপে বিয়োজিত হয়। নিচে তা যুক্তিসহ বিশ্লেষণ করা হলো- 

ফাযানের সূত্র মতে, ক্যাটায়নের আকার যত বাড়ে, তা অ্যানায়নকে তত কম বিকৃত বা পোলারিত করতে পারে। একই গ্রুপে যতই নিচের দিকে যাওয়া যায়, ততই ক্যাটায়নের আকার বাড়ে। ${\mathrm{Mg}}^{2+}$ এবং ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ আয়ন দুটির মধ্যে ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ এর আকার বড়। কারণ শক্তিস্তর একটি বেশি। ${\mathrm{Mg}}^{2+}$ আকার ছোট হওয়ায় এটি কার্বনেট আয়নকে বেশি পোলারিত করতে পারে কিন্তু ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ এর আকার ${\mathrm{Mg}}^{2+}$ এর তুলনায় বড় হওয়ায় কার্বনেট আয়ন $\left({\mathrm{CO}}_3{}^{2-}\right)$  কে কম পরিমাণে পোলারিত করতে পারে। জানা আছে, যার পোলারায়ন কম তা বেশি স্থিতিশীল এবং তাকে বেশি তাপ দিয়ে বিয়োজিত করতে হয় কিন্তু যার পোলারায়ন বেশি তা সহজেই তাপে বিয়োজিত হয়। যেহেতু ${\mathrm{Mg}}^{2+}$ এর পোলারায়ন ক্ষমতা ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ এর তুলনায় বেশি, তাই ${\mathrm{MgCO}}_3$ এর বিয়োজন তাপ কম এবং ${\mathrm{CaCO}}_3$ এর বিয়োজন তাপ অধিক হয়। এছাড়াও একই গ্রুপের (গ্রুপ-2) উপর থেকে নিচের দিকে ক্রমশ আয়নিক পটেনশিয়াল বাড়ে। তাই বিয়োজন তাপমাত্রাও ক্রমশ বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ,

$\begin{array}{cc}& {\mathrm{MgCO}}_3\stackrel{{350}^{\circ }C}{\to }\mathrm{MgO}+{\mathrm{CO}}_2\\ & {\mathrm{CaCO}}_3\stackrel{{.547}^{\circ }C}{\to }\mathrm{CaO}+{\mathrm{CO}}_2\end{array}$