সৃজনশীলঃ ‘মৌলযৌজ্যতা স্তরের ইলেকট্রন…’ যৌজ্যতা স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস ২০২৪ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

খাদ্য বস্তু সংরক্ষণে লবণ (NaCl) বা এর গাঢ় দ্রবণ দ্বারা সংরক্ষণ প্রক্রিয়াকে কিউরিং বলা হয়। NaCl খাদ্য বস্তুর পানি শোষণ করে নেয়। ফলে ব্যাকটেরিয়া জন্মাতে পারে না, মাছ, মাংস, কাঁচা ফল ও সবজিকে কিউরিং পদ্ধতিতে সংরক্ষণ করা যায়। এক্ষেত্রে 7-8% NaCl বা এর অধিক (15-20%) গাঢ় দ্রবণ ব্যবহার করে কাঁচা আম, আমলকি, চালতা, জলপাই, গাজর, কাঁচামরিচ ইত্যাদিকে সংরক্ষণ করা হয়। অপরদিকে সামিুদ্রিক ইলিশ মাছকে লম্বালম্বিভাবে চাকু দিয়ে কেটে গুঁড়া লবণ ঢুকিয়ে সংক্ষণ করা হয়।

উদ্দীপকে উল্লেখিত L ও Y মৌলটি যথাক্রমে কার্বন (C) ও ক্লোরিন (Cl) এদের ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে তা বুঝা যায়:

C₍₆₎ = 1s² 2s² 2p²

Cl₍₁₇₎ = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

C ও ক্লোরিন (Cl) দ্বারা গঠিত সেমি কার্বন টেট্রাক্লোরাইড (CCl₄), CCl₄ যৌগের আকৃতি বিশ্লেষন করা হলো। কার্বনে ইলেকট্রন বিন্যাস ও উত্তেজিত অবস্থায় যে ইলেকট্রন বিন্যাস নিচে দেখানো হলো:

C₍₆₎→ 1s² 2s² 2p²

C*₍₆₎→ 1s² 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹

যোজ্যতা স্তরের একটি অরবিটালে এবং তিনটি P অরবিটাল $(P_X^{\prime },P_y^{\prime },P_z^{\prime })$ মিশ্রিত হয়ে সমশক্তির চারটি SP³সংকর অরবিটাল উৎপন্ন করে যার প্রতিটিতে একটি ইলেকট্রন বিদ্যমান। অন্যদিকে Cl পরমানু উত্তেজিত অবস্থায় যে ইলেকট্রন বিন্যাস দেখায়:

C*₍₁₇₎→ 1s² 2p⁶ 3s² 3p_x¹ 2p_y² 3p_z¹

Cl পরমানুর P অরবিটালের (3p_z¹) সাথে C পরমানুর একটি sp³সংকর অরবিটাল মুখোমুখি অধিক্রমন করে 4 টি C – Cl সমযোজী বন্ধন তৈরি করে যা চতুস্তলকের চার .. কোনের দিকে প্রসারিত থাকে এবং প্রতিটি Cl – C  Cl বন্ধন কোন হয় 109.5^oসুতরাং, CCl₄যৌগের আকৃতি চতুস্তলকীয় হবে।

উদ্দীপকে উল্লেখিত M ও Z মৌলগুলো হলো নাইট্রোজেন (N) ও ফসফরাস (P)।নাইট্রোজেন (N) ও ফরাফরাস (P) মৌলদ্বয়ের হাইড্রোজেনের সাথে যুক্ত হয়ে গঠিত যৌগ NH₃ও PH₃।

NH₃ও PH₃ অণু গঠনকালে প্রতি ক্ষেত্রে কেন্দ্রীয় পরমাণু N ও P এর SP³সংকরণ ঘটে। যেমন-

$N_{\left(7\right)}\to 1S^{2}2S^{2}2P_x{}^{1}2P_{y^1}2P_z{}^1$

$N_{\left(15\right)}\to \left[\mathrm{Ne}\right]3S^{2}3P_x{}^{1}2P_y{}^{1}3P_z{}^1$

${\ddot{\mathrm{NH}}}_3$ও $\ddot{P}{H}_3$ 

অণুতে কেন্দ্রীয় পরমাণু N ও P এর মধ্যে SP³সংকরণ ঘটায়। তাই NH₃ও PH₃ অণুর গঠন চতুস্তলকীয় হওয়ার কথা। কিন্তু এক্ষেত্রে NH₃ও PH₃ অনুতে প্রতিক্ষেত্রে কেন্দ্রীয় পরমাণু যেমন N ও P পরমানুতেনিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল থাকায় বন্ধন কোন 109^o, ....থেকে হ্রাস পায়। আবার আমরা জানি, নিঃসঙ্গ ইলেকট্রযুক্ত যৌগ অনু AB₃L এর বেলায় কেন্দ্রীয় পরমানু (যেমন- A) এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা বেশি এবং আকার ছোট অর্থাৎ ২য় পর্যায়ভুক্ত মৌল হলে এক্ষেত্রে বন্ধন কোণ তুলনামূলকভবে ৩য় পর্যায়ভুক্তেএকই গ্রুপের মৌলের যৌগ থেকে বেশি হয়ে এক্ষেত্রে N ও P এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা হলো যথাক্রমে 3.0 ও 2.1।

NH₃অণুতে অধিক তড়িৎ ঋণাত্মক N পরমাণু N – H বন্ধন ইলেকট্রন যুগলকে নিজের দিকে বেশি আকৃষ্ট করে। তাই PH₃এর চেয়ে NH₃এর ক্ষেত্রে দুটি বন্ধন ইলেকট্রন যুগল (bp - bp) এর মধ্যে বিকর্ষণের মাত্রা বেশি হয়। এজন্য এর বন্ধন কোন < HNH এর মান 107^o এবং PH₃বন্ধন কোন < HPH এর মান 94^oহয়ে থাকে।

চিত্র: PH₃ গঠন            চিত্র: NH₃ গঠন