সৃজনশীলঃ ‘[W.Y ও Z.…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২৫ – মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

${\mathrm{FeCl}}_2$ এর চেয়ে ${\mathrm{FeCl}}_3$ এর গলনাঙ্ক কম। কারণ ফাজানের নীতি অনুসারে ক্যাটায়নের আকার ক্ষুদ্র ও চার্জ বেশি হলে অধিক পোলারায়নের কারণে সমযোজী বৈশিষ্ট্য বেশি হয়। সমযোজী যৌগের গলনাঙ্ক কম হয়। ${\mathrm{FeCl}}_2$ ও ${\mathrm{FeCl}}_3$ যৌগদ্বয়ের অ্যানায়ন একই $\left({\mathrm{Cl}}^{-}\right)$। কিন্তু ক্যাটায়ন একই হওয়া সত্ত্বেও এদের আকার ও চার্জ ভিন্ন। ${\mathrm{FeCl}}_3$ যৌগের ${\mathrm{Fe}}^{3+}$ আয়নের আকার ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ অপেক্ষা ছোট এবং চার্জ বেশি। এজন্য ${\mathrm{FeCl}}_2$ অণুর কেন্দ্রীয় ${\mathrm{Fe}}^{2+}$ আয়নের আকার বড় ও চার্জ কম হওয়ায় ${\mathrm{FeCl}}_2$ এর গলনাঞ্চ বেশি। অন্যদিকে, ${\mathrm{FeCl}}_3$ যৌগে পোলারায়ন অধিক ঘটে। পোলারায়ন বেশি হওয়ায় সমযোজী বৈশিষ্ট্য প্রকট হয় এবং গলনাঙ্ক হ্রাস পায়। অর্থাৎ ${\mathrm{FeCl}}_2$ এর চেয়ে ${\mathrm{FeCl}}_3$ এর গলনাঙ্ক কম হয়। 

$Z$ মৌলটি ফসফরাস $\left(P\right)$। $P\left(15\right)$ অষ্টক সম্প্রসারণ ঘটায়। নিচে প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করা হলো-

ফসফরাস $\left(P\right)$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস করলে পাই,

$P\left(15\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p_x^{1}3p_y^{1}3p_z^1$

উত্তেজিত অবস্থায়,

$P^{\ast }\left(15\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{1}3p_x{}^{1}3p_y{}^{1}3p_z{}^{1}3d_{\mathrm{xy}}{}^1$

অন্যদিকে ক্লোরিনের $\left(Cl\right)$ ইলেকট্রন বিন্যাস,

$\mathrm{Cl}\left(17\right)\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p_x^{2}3p_y^2-3p_z^1$

$P$টি এর যোজ্যতা স্তরে একটি ইলেকট্রন উদ্দীশিত অবস্থায় $3d_{\mathrm{xy}}$ অরবিটালে উন্নীত হয়। ফলে P এর যোজ্যতা স্তরে $5$ টি বিজোড় ইলেকট্রন 5টি Cl পরমাণুর সাথে বন্ধন গঠনের মাধ্যমে ${\mathrm{PCl}}_5$ যৌগ উৎপন্ন করে। ফলে ফসফরাসের বহিঃস্থ স্তরে ইলেকট্রন সংখ্যা বৃদ্ধি পেয়ে 10টি হয় । অর্থাৎ ফসফরাসের অষ্টক সম্প্রসারণ ঘটে।

এভাবে $P$ মৌলটি ${\mathrm{PCl}}_5$ যৌগ গঠনের মাধ্যমে অষ্টক সম্প্রসারণ ঘটায়।

উদ্দীপকের  তথ্যমতে, $W_{2}Y$ যৌগটি $H_{2}O$ । $H_{2}O$ যৌগের সাথে $H^{+}$ যুক্ত করলে বন্ধন কোণের পরিবর্তন হয়ে যাবে। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-

$H_{2}O$ যৌগের সাথে $H^{+}$ যুক্ত করলে $H_3{O}^{+}$ হয়।

$H_{2}O$ ও $H_3{O}^{+}$উভয় যৌগে কেন্দ্রীয় পরমাণু অক্সিজেন $\left(O\right)$। এর ইলেকট্রন বিন্যাস$O\left(8\right)=1s^{2}2s^{2}2p_x{}^{2}2p_v{}^{\prime }2n^{\prime }$

দেখা যাচ্ছে যে, $H_{2}O$ অণুতে বন্ধন জোড় ইলেকট্রন 2টি এবং মুক্তজাড় ইলেকট্রন 2টি। অপরদিকে $H_3{O}^{+}$ আয়নের বন্ধন জোড় ইলেকট্রন 3 টি এবং মুক্ত জোড় ইলেকট্রন 1টি। VSEPR তত্ত্বানুসারেমুক্তজোড় - বন্ধন জোড় ইলেকট্রনের বিকর্ষণ ক্রম :

$lonepair-lonepair>lonepair-bondpair>bondpair-bondpair$ দেখা যাচ্ছে, $H_{2}O$ অণুতে মুক্তজোড় ইলেকট্রন সংখ্যা $H_3{O}^{+}$আয়নের তুলনায় বেশি থাকায় $H_{2}O$ অণুতে মুক্তজোড়-মুক্তজোড় বিকর্ষণ বেশি হয়। এজন্য $H_{2}O$ অণুর বন্ধন কোণ ${109.5}^{\circ }$ থেকে হ্রাস পেয়ে ${104.5}^{\circ }$ হয়। পক্ষান্তরে $H_3{O}^{+}$আয়নে 1টি মাত্র মুক্তজোড় ইলেকট্রন থাকায় এ আয়নে মুক্তজোড়-মুক্তজোড় বিকর্ষণ নেই। এজন্য $s{p}^3$ সংকরণের কারণে বন্ধন কোণ ${109.5}^{\circ }$ থেকে হ্রাস পেয়ে ${107}^{\circ }$ হয় । 

অর্থাৎ,$s{p}^3$ সংকরণ যুক্ত অণুতে মুক্তজোড় $e-$ না থাকলে বন্ধন কোণ ${109.5}^{\circ }$ হ্রয়। 1 টি মুক্তজোড় ইলেকট্রন থাকলে ${107}^{\circ }$ ও 2 টি মুক্তজোড় ইলেকট্রন থাকলে ${104.5}^{\circ }$ হয়। $H_{2}O$ যৌগে 2টি মুক্তজোড় $e^{-}$থাকায় বন্ধন কোণ ${104.5}^{\circ }$ এবং $H_3{O}^{+}$আয়নে 1টি মুক্তজোড় $e^{-}$থাকায় বন্ধন কোণ ${107}^{\circ }$ হয়। অর্থাৎ $H_{2}O$ এর সাথে $H^{+}$যুক্ত করলে বন্ধন কোণ ${104.5}^{\circ }$ থেকে পরিবর্তন হয়ে ${107}^{\circ }$ হয়।