সৃজনশীলঃ ‘X=−−ns2np2[n=2]Y=পর্যায় 4 এবং…’ যশোর বোর্ড ২০২৪ – রাসায়নিক বন্ধন, রসায়ন (এসএসসি)

ইলেকট্রন বিন্যাসের মাধ্যমে কোন মৌলটির কত নম্বর পর্যায় ও কত নম্বর গ্রুপ তা নির্ণয় করা যায়। পারমাণবিক ভর দ্বারা পর্যায় সারণিতে মৌলের অবস্থান নির্ণয় করলে K (পা: ভর 39) ও Ar (পা: ভর 40) সহ অনেক মৌলের ক্ষেত্রে সমস্যা দেখা যায়। কিন্তু ইলেকট্রন বিন্যাস দ্বারা মৌলের অবস্থান নির্ণয় করলে সে সমস্যা দূর হয়। এজন্য ইলেকট্রন বিন্যাসই পর্যায় সারণির মূল ভিত্তি।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, Y মৌলটি কপার (Cu)। কেননা পর্যায় সারণির ৪র্থ পর্যায়ের 11 নং গ্রুপের মৌলটি Cu।
Cu এর ইলেকট্রন বিন্যাস সাধারণ নিয়মের ব্যতিক্রম। নিচে এর ব্যাখ্যা করা হলো।

ইলেকট্রন বিন্যাসের সাধারণ নিয়ম অনুসারে, পরমাণুতে ইলেকট্রনসমূহ বিভিন্ন অরবিটালে (উপশক্তিস্তরে) তাদের শক্তির নিম্নক্রম থেকে উচ্চক্রম অনুসারে প্রবেশ করে। এ নিয়ম অনুযায়ী অরবিটালসমূহের শক্তিক্রম নিম্নরূপ : 1s <2s<2p 3s <3p<4s <3d <4p<5s <4d < 5p <6s... ইত্যাদি।

সাধারণ নিয়ম অনুসারে, প্রধান শক্তিস্তরের সকল উপস্তরকে পাশাপাশি লিখে ${}_{29}\mathrm{Cu}$ মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস দাঁড়ায়${}_{29}\mathrm{Cu}\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{9}4s^2$

কিন্তু সাধারণভাবে দেখা গেছে যে, হুন্ডের নীতি অনুসারে সমশক্তিসম্পন্ন অরবিটালসমূহ অর্ধপূর্ণ বা সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ হলে সে ইলেকট্রন বিন্যাস অধিকতর সুস্থিতি অর্জন করে। এর ফলে $d^9{s}^2$ এর পরিবর্তে $d^{10}{s}^1$ বিন্যাস অধিকতর স্থায়ী হয়। কারণ $3d^{9}4s^2$ এর বেলায় d অরবিটাল অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ কোনো অবস্থায় পড়ে না। তাই 4s থেকে ।টি ইলেকট্রন $3d^9$ এ চলে এসে $3d^{10}$ হয়, যা পূর্ণ এবং এটি অধিকতর স্থায়ী হয়। এ কারণেই ${}_{29}\mathrm{Cu}$ মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস ব্যতিক্রম নিয়মে হয়। এ নিয়ম অনুযায়ী ${}_{29}\mathrm{Cu}$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরূপ :

${}_{29}\mathrm{Cu}\to 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^1$

উদ্দীপকের তথ্যমতে, X, Y, Z মৌল তিনটি যথাক্রমে C, Cu ও $\mathrm{Cl}\mid C$ ও Cl দ্বারা গঠিত যৌগ ${\mathrm{CCl}}_4$ যা পানিতে অদ্রবণীয় এবং Cu ও Cl দ্বারা গঠিত যৌগ ${\mathrm{CuCl}}_2$, যা পানিতে দ্রবণীয়। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-

${\mathrm{CuCl}}_2$ একটি আয়নিক যৌগ। যৌগটি পানিতে দ্রবীভূত হওয়ার সময় ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ ও ${\mathrm{Cl}}^{-}$আয়ন যথাক্রমে পানির ঋণাত্মক ও ধনাত্মক অংশ দ্বারা আকৃষ্ট হয় এবং কেলাস ল্যাটিশ থেকে ক্রমশ দ্রবণে চলে আসে। ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ ও ${\mathrm{Cl}}^{-}$আয়নসমূহ পানিতে পুরোপুরি মুক্ত থাকে না। তারা দ্রাবক পানির অণুর সাথে যুক্ত অবস্থায় থাকে। জলীয় দ্রবণে আয়নিক যৌগের ধনাত্মক ও ঋণাত্মক আয়নের সাথে পানির অণু সংযোগের সময় নির্গত শক্তিকে হাইড্রেশন শক্তি বলে। ${\mathrm{CuCl}}_2$ যৌগের হাইড্রেশন শক্তির মান ল্যাটিশ ভাঙার শক্তির চেয়ে বেশি হয়। ফলে হাইড্রেশন শক্তির প্রভাবে ${\mathrm{CuCl}}_2$ এর কেলাস ল্যাটিশ থেকে আয়নগুলো পৃথক হয়ে পানিতে দ্রবীভূত হয়।

অপরদিকে, ${\mathrm{CCl}}_4$ অণুটি অপোলার সমযোজী যৌগ। এটি আয়নিত হতে পারে না বলে পানির অণু দ্বারা আকৃষ্ট হয় না। এজন্য ${\mathrm{CCl}}_4$ পানিতে অদ্রবণীয়।