সৃজনশীলঃ ‘[X, Y ও…’ বরিশাল বোর্ড ২০২৪ – পর্যায় সারণি, রসায়ন (এসএসসি)

হাইড্রোজেন ফুয়েল সেলে $H_2$ গ্যাস ধাতব প্রভাবক দ্বারা শোষিত হয়ে তড়িৎ বিশ্লেষ্য KOH দ্রবণের সংস্পর্শে আসলে অ্যানোডে $H_2$ এর জারণ ঘটে। ক্যাথোডে $O_2$ বিজারিত হয়।

অ্যানোডে জারণ :$2H_2\left(g\right)+4{\mathrm{OH}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)\to 4H_{2}O\left(\ell \right)+4e^{-}$
ক্যাথোডে বিজ্জারণ :$O_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(\ell \right)+4e^{-}⟶4{\mathrm{OH}}^{-}\left(\mathrm{aq}\right)$

_________________________________________________________________

সামগ্রিক কোষ বিক্রিয়া :$2H_2\left(g\right)+O_2\left(g\right)⟶2H_{2}O\left(\ell \right)$

এভাবে অ্যানোড ও ক্যাথোডের দ্রবণে ইলেকট্রন আদান-প্রদানের মাধ্যমে ফুয়েল সেলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, X হলো কার্বন (C)। C এর অক্সাইড হলো ${\mathrm{CO}}_2$ । ${\mathrm{CO}}_2$ যৌগ গঠনের ক্ষেত্রে অষ্টক নিয়ম মানা হয়। নিচে তা ব্যাখ্যা করা হলোঅণু গঠনকালে কোনো মৌল ইলেকট্রন গ্রহণ, বর্জন অথরা শেয়ারের মাধ্যমে তার সর্বশেষ শক্তিস্তরে ৪টি (৮) করে $e^{-}$ধারণের মাধ্যমে নিকটস্প নিষ্ট্রিয় গ্যাসের ইলেকট্রন বিন্যাস লাভ করাকে অষ্টক নিয়ম বলা হয়।

${\mathrm{CO}}_2$ যৌগের গঠন :
${}_{6}C$-এর ইলেকট্রন বিন্যাস : $1s^{2}2s^{2}2p^2$.
8O-এর ইলেকট্রন বিন্যাস : $1s^{2}2s^{2}2p^4$

${\mathrm{CO}}_2$ যৌগ গঠনের সময় কোনো পরমাণুর পক্ষে ইলেকট্রন ত্যাগ করা সম্ভব নয় বলে উভয় পরমাণু পরস্পরের সাথে ইলেকট্রন শেয়ারের মাধ্যমে সমযোজী বন্ধন গঠন করে। একটি C পরমাণুর 4টি যোজ্যতা ইলেকট্রনের সাথে 2 টি O পরমাণু তাদের যোজ্যতা স্তরের 2 টি করে ইলেকট্রন শেয়ার করে সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে ${\mathrm{CO}}_2$ যৌগ গঠন করে। ${\mathrm{CO}}_2$ এর অণুতে প্রতিটি অক্সিজেন পরমাণু C পরমাণুর সাথে দ্বিবন্ধনে যুক্ত। এর বন্ধন ডায়াগ্রামটি হলো,

দেখা যাচ্ছে, ${\mathrm{CO}}_2$ অণুর গঠনে C ও O উভয় পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে 8 (আট)টি করে ইলেকট্রন আছে। এজন্য ${\mathrm{CO}}_2$ গঠনের সময় অষ্টক নিয়ম মানা হয়।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, X, Y, Z হলো যথাক্রমে C, F ও Mg। মৌলগুলোর মধ্যে F মৌলের আয়নিকরণ শক্তির মান সবচেয়ে বেশি।
নিচে তা যুক্তিসহ বর্ণনা করা হলো-

জানা আছে, একই পর্যায়ে পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে কেন্দ্রের সাথে সর্ববহিঃস্থ ইলেকট্রনের আকর্ষণ বেড়ে যায়। ফলে সর্ববহিঃস্থ একটি ইলেকট্রন অপসারণ করতে বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। অর্থাৎ আয়নিকরণ শক্তির মান বেশি হয়।'

আবার একই গ্রুপে উপর থেকে নিচের মৌলগুলোর ক্ষেত্রে পারমাণবিক আকার বৃদ্ধি পায়। ফলে কক্ষপথ থেকে ইলেকট্রন অপসারণ সহজ হয় বলে আয়নিকরণ শক্তির মান হ্রাস পায়।

ও$C\left(6\right),F\left(9\right)\text{ ও }\mathrm{Mg}\left(12\right)$ (এর ইলেকট্রন বিন্যাস)
$C\left(6\right)=1s^{2}2s^{2}2p^2$ (২য় পর্যায় গ্রুপ-14) 
$F\left(9\right)=1s^{2}2s^{2}2p^5$ (২য় পর্যায় গ্রুপ-17)
$\mathrm{Mg}\left(12\right)=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^2$ (৩য় পর্যায় গ্রুপ-2)

দেখা যাচ্ছে, C ও F ২য় পর্যায়ের এবং Mg ৩য় পর্যায়ের মৌল। এজন্য Mg অপেক্ষা C ও F এর আয়নিকরণ শক্তি বেশি। কিন্তু C অপেক্ষা F সর্বডানে অবস্থিত হওয়ায় F এর আয়নিকরণ শক্তি C অপেক্ষা বেশি। অর্থাৎ F তথা Y এর আয়নিকরণ শক্তির মান সবচেয়ে বেশি।