সৃজনশীলঃ ‘P, Q, R…’ ভিকারুননিসা নূন স্কুল এন্ড কলেজ ২০২৬ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

দু'টি অরবিটালের পরস্পরের সাথে সামনা সামনি অধিক্রমণ বা উপরিস্থাপনের মাধ্যমে ($\pi$) বন্ধন গঠিত হয়। অন্যদিকে, সমান্তরাল p অরবিটালের পার্শ্ব অধিক্রমণের ফলে সৃষ্টি হয় পাই সিগমা ($\sigma$) বন্ধন। পাশাপাশি অধিক্রমণ এলাকায় ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব কম থাকে, তাই $\sigma$ বন্ধন অপেক্ষা $\pi$ বন্ধন দুর্বল তথা সিগমা বন্ধন পাই বন্ধন অপেক্ষা সবল।

উদ্দীপকের ২য় পর্যায়ের 14 নং গ্রুপের P মৌলটি হলো C। সুতরাং, $P_2{H}_2$ অণুটি হবে $C_2{H}_2$ অর্থাৎ ইথাইন।

ইথাইন $\left(C_2{H}_2\right)$ অণুর সংকরণ প্রক্রিয়া নিম্নরূপ:

স্বাভাবিক অবস্থায় কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস:

$C\left(6\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p_x^{1}2p_y^{1}2p_z^0$

উত্তেজিত অবস্থায় ইলেকট্রন বিন্যাস:

$C^{\ast }\left(6\right)\to 1s^{2}2s^{1}2p_x^{1}2p_y^{1}2p_z^1$

সংকরিত অবস্থায় ইলেকট্রন বিন্যাস:

উত্তেজিত অবস্থায় প্রতিটি কার্বন পরমাণুর যোজ্যতা স্তরের একটি 2s এবং একটি $2p_x$ অরবিটাল একত্রে মিশ্রিত হয়ে সমশক্তির দুটি sp সংকর অরবিটাল তৈরি করে। কার্বনের বাকি দুটি অরবিটাল ( $2p_y$ এবং $2p_z$ ) অসংকরিত অবস্থায় থেকে যায়, যারা সংকরণে অংশগ্রহণ করে না।

ইথাইন অণুর প্রতিটি কার্বন পরমাণু তার দুটি sp সংকর অরবিটালের একটি দিয়ে পার্শ্ববর্তী কার্বন পরমাণুর একটি sp সংকর অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ ঘটিয়ে একটি C - C সিগমা ( $\sigma$ ) বন্ধন গঠন করে। প্রতিটি কার্বনের অপর sp সংকর অরবিটালটি হাইড্রোজেনের 1s অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণের মাধ্যমে একটি করে C - H সিগমা ( $\sigma$ ) বন্ধন তৈরি করে। একই সময়ে, প্রতিটি কার্বন পরমাণুর অসংকরিত $2p_y$ ও $2p_z$ অরবিটালগুলো অপর কার্বনের অনুরূপ অসংকরিত অরবিটালগুলোর সাথে পার্শ্বমুখী অধিক্রমণের মাধ্যমে দুটি পাই ( $\pi$ ) বন্ধন গঠন করে। ফলে কার্বন-কার্বন পরমাণুদ্বয়ের মধ্যে একটি শক্তিশালী ত্রিবন্ধন ($C\equiv C$) সৃষ্টি হয়। যেহেতু sp সংকর অরবিটালগুলো পরস্পরের সাথে ${180}^{\circ }$ কোণে অবস্থান করে, তাই ইথাইন অণুর জ্যামিতিক আকৃতি সরলরৈখিক হয়।

উদ্দীপকের Q ও R মৌল দুটি হলো N ও O। $Q{H}_3$ বা $N{H}_3$ ও $H_{2}R$ বা $H_{2}O$ এর কেন্দ্রীয় পরমাণু যথাক্রমে N ও O এ একই $s{p}^3$ সংকরণ সংঘটিত হয়। কিন্তু তাদের বন্ধন কোণের ভিন্নতা দেখা যায়।

$N{H}_3$ এর ক্ষেত্রেঃ

N এর ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরুপঃ

$N\left(7\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^3$

উদ্দীপিত অবস্থায় $\to 1s^{2}2s^{2}2p_x{}^{1}2p^{1}2p_z{}^1$

সংকরিত অবস্থায় $\to 1s_{2}2y_1^{2}2y_2^{1}2y_3^{1}2y_4^1$

$s{p}^3$ সংকরণের ফলে চারটি সমতুল্য সংকর অরবিটালের সৃষ্টি হয়। এদের মধ্যে $y_2{}^1,y_3{}^1,y_4{}^1$ সংকর অরবিটাল তিনটি হাইড্রোজেন এর $1s^1$ অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ দ্বারা তিনটি N-H সিগমা বন্ধন সৃষ্টি করার মাধ্যমে $N{H}_3$ অনু গঠণ করে। $y_2,y_3,y_4$ ও অরবিটাল সমূহের বন্ধন ইলেকট্রন যুগলের মধ্যকার বিকর্ষণ অপেক্ষা $y_1^2$ এর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল দ্বারা তাদের উপর বিকর্ষণ বেশি হয়। ফলে NH এর বন্ধন কোণ কমে 109° থেকে কমে 107° হয়। $N{H}_3$এর গঠণ ত্রিকোণাকার পিরামিডের ন্যায়।

$H_{2}O$ এর ক্ষেত্রেঃ

O এর ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরুপ:

$O\left(8\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^4$

উদ্দীপিত অবস্থায়$\to 1s^{2}2s^{2}2p_x{}^{2}2p_y{}^{1}2p_z{}^1$

সংকরিত অবস্থায়$\to 1s_{2}2y_1{}^{2}2y_2{}^{2}2y_3{}^{1}2y_4{}^1$

চারটি সংকর অরবিটালের মধ্যে প্রথম দুটিতে আছে নিরসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল। অপর দুটি অরবিটাল $y_3{}^1$ ও $y_4{}^{1}H$ এর ${1s}^1$ অরবিটালের সাথে সিগমা বন্ধন সৃষ্টির মাধ্যমে $H_{2}O$ অনু সৃষ্টি করে।

অক্সিজেন পরমাণুর দুটি নিরসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল পানির অনুর বন্ধন ইলেকট্রন যুগলকে অধিকতর বিকর্ষণ করে বলে বন্ধন কোণ 109.5° থেকে কমে 104.5° হয়। $H_{2}O$ এর আকার V আকৃতির।

সুতরাং বলা যায়,

$N{H}_3$ ও $H_{2}O$ এর বন্ধন কোণের ভিন্নতার কারণ হলো অনুতে বিদ্যামান মুক্তজোড় ইলেকট্রন।