পর্যায়বৃত্ত ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন-৩ ; রসায়ন ১ম পত্র

উচ্চ মাধ্যমিক রসায়ন ১ম পত্র

অধ্যায়-৩(পর্যায়বৃত্ত ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন)

লেকচার নং-০৩

পাঠের বিষয় : পারমানবিক ব্যাসার্ধ, আয়নিকরন শক্তি, ২য় পর্যায়ের মৌলগুলোর আয়নিকরন শক্তির পরিবর্তন, Be ও B , N ও O এর আয়নিকরন শক্তির পরবির্তনের  ব্যাখ্যা, মৌলের ইলেকট্রন আসক্তি ও তড়িৎ ঋনাত্বকতা

১. মৌলসমূহের পর্যায়বৃত্ত ধর্ম :

(১) পারমানবিক ব্যাসার্ধ

(২) আয়নিক ব্যাসার্ধ

(৩) আয়নীকরন শক্তি

(৪) ইলেকট্রন আসক্তি

(৫) তড়িৎ ঋনাত্মকতা ইত্যাদি।

২. পর্যায় সারনীর একই পর্যায়ে এবং একই গ্রুপে মৌলসমূহের পারমানবিক ব্যাসার্ধের পরিবর্তন আলোচনা কর।

পারমানবিক ব্যাসার্ধ : 

কোন মৌলের একটি পরমানুর নিউক্লিয়াস থেকে উহার বহি:স্থ ইলেকট্রন মেঘমালার দূরত্বকে ঐ মৌলের পারমানবিক ব্যাসার্ধ বলে।

একই পর্যায়ে এবং একই গ্রুপে পারমানবিক ব্যাসার্ধের পরিবর্তন: 

কোন মৌলের পারমানবিক ব্যাসার্ধ একটি পর্যায়বৃত্ত ধর্ম। কারন পর্যায় সারনীতে অবস্থান পরিবর্তনের সাথে সাথে মৌলসমূহের পারমানবিক ব্যাসার্ধের মান ধারাবাহিকভাবে পরিবর্তিত হয়। 

পর্যায় সারনীর একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে পরমানুর নিউক্লিয়াসে ধনাত্মক আধানের সংখ্যা ধারাবাহিকভাবে বৃদ্ধি পায়। পরমানুর নিউক্লিয়াসে ধনাত্মক চার্জমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে উহার বহি:স্থ ইলেকট্রন মেঘমালার উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বল ধারাবাহিকবাবে বৃদ্ধি পায়। আর পরমানুর বহি:স্থ ইলেকট্রন মেঘমালার উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বল বৃদ্ধির সাথে সাথে অর্থাৎ নিউক্লিয়াসের উচ্চ আকর্ষনের জন্য বহি:স্থ ইলেকট্রনীয় স্তর নিউক্লিয়াসের দিকে কিছুটা সংকোচিত হয়ে সরে আসে। ফলে, পারমানবিক ব্যাসার্ধ ধারাবাহিকভাবে হৃাস পায়। অর্থাৎ পর্যায় সারনীর একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলসমূহের পারমানবিক ব্যাসার্ধ ধারাবাহিকভাবে হ্রাস পায়। 

  অপরদিকে পর্যায় সারনির একই গ্রুপে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু পর পর দুটি মৌলের মধ্যে একটি শক্তিস্তর বৃদ্ধি পায়, তাই মৌল সমূহের পারমানবিক ব্যাসার্ধ পর্যায়ক্রমে দ্রুত বৃদ্ধি পায়। 

৩. পর্যায় সারনির একই পর্যায়ে এবং একই গ্রুপে মৌলসমূহের আয়নীকরন শক্তির পরিবর্তন আলোচনা কর। 

আয়নীকরন শক্তি : 

কোন পদার্থের এক মোল গ্যাসীয় বিচ্ছিন্ন পরমানুকে একক ধনাত্মক আয়নে পরিনত করতে যে পরিমান শক্তির প্রয়োজন, তাকে ঐ পদার্থের আয়নীকরন শক্তি বলে। 

প্রকৃত পক্ষে আয়নীকরন শক্তি বলতে মৌলসমূহের ১ম আয়নীকরণ শক্তিকেই বুঝায়। যেমন পটাসিয়ামের ১ম আয়নীকরন শক্তির মান +418.9 KJ/mol

একই পর্যায়ে এবং একই গ্রুপে আয়নীকরন শক্তির পরিবর্তন :

 পর্যায় সারনির একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু উহাদের পারমানবিক ব্যাসার্ধ হ্রাস পায়, তাই বহি:স্থ শক্তিস্তরের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বল বৃদ্ধি পায়  এবং বহি:স্থ শক্তিস্তর হতে ইলেকট্রন অপসারনে ব্যায়িত শক্তির পরিমানও বেশী হয়। এ কারনে পর্যায় সারনির একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলসমূহের আয়নীকরন শক্তির মান সাধারনত ক্রমানুসারে বৃদ্ধি পায়।

 যেমন, পর্যায় সারনীর ২য় পর্যায়ের মৌল Li(3) এর ১ম আয়নীকরন শক্তির মান +520.3KJ/mol  এবং এর পরবর্তী মৌল Be(4) এর ১ম আয়নীকরন শক্তির মান +899.5 KJ/mol 

অপরদিকে পর্যায় সারনির একই গ্রুপে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু উহাদের পারমানবিক ব্যাসার্ধ দ্রুত বৃদ্ধি পায়, তাই বহি:স্থ শক্তিস্তর হতে ইলেকট্রন অপসারনে ব্যয়িত শক্তির পরিমানও কম হয়।

এ কারনে পর্যায় সারনির একই গ্রুপে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে উহাদের আয়নীকরন শক্তির মান ধারবাহিকভাবে হ্রাস পায়। উদাহরন সরূপ পর্যায় সারনির 1 গ্রুপের মৌল Li(3), Na(11), K(19) প্রভৃতির আয়নীকরন শক্তির মান যথাক্রমে +520, +496.9, +418.9KJ/mol

৪. পটাসিয়াম অপেক্ষা সোডিয়ামের ১ম আয়নীকরন বিভব বেশী কেন?

উ: পটাসিয়াম এবং সোডিয়াম পর্যায় সারনীর  গ্রুপ ১ এর মৌল। সোডিয়াম ৩য় পর্যায়ে এবং পটাসিয়াম ৪র্থ পর্যায়ে অবস্থিত। 

পর্যায় সারনির একই গ্রুপে অবস্থিত মৌলসমূহের পারমানবিক ব্যাসার্ধ বৃদ্ধির সাথে সাথে উহাদের নিউক্লিয়াস কর্তক বহি:স্থ ইলেকট্রনের উপর আকর্ষন বলের মান হ্রাস পায়। আর বহি:স্ত ইলেকট্রনের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বলের মান হ্রাস পেলে আয়নীকরন বিভবের মানও হ্রাস পায়। এ সকল কারনে সোডিয়াম অপেক্ষা পটাসিয়ামের আয়নীকরন বিভব কম হয়। অর্থাৎ পটাসিয়াম অপেক্ষা সোডিয়ামের ১ম আয়নীকরন বিভব বেশী হয়। 

৫. নাইট্রোজেন অপেক্ষা অক্সিজেনের ১ম আয়নীকরন শক্তি কম এবং কেন?

উ: নাইট্রোজেন ও অক্সিজেন পর্যায় সারনির ২য় পর্যায়ের মৌল। নাইট্রোজেন 15 ও অক্সিজেন 16 শ্রেনীতে অবস্থিত। 

পর্যায় সারনির একই পর্যায়ে অবস্থিত মৌলসমূহের পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু উহাদের পারমানবিক ব্যাসার্ধের মান হ্রাস পায়, তাই বহি:স্থ শক্তিস্তরের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বলের মান বৃদ্ধি পায় এবং নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বল বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলসমূহের আয়নীকরন বিভব বৃদ্ধি পায়। এ প্রেক্ষিতে অক্সিজেনের আয়নীকরন বিভব বা আয়নীকরন শক্তির মান নাইট্রোজেন অপেক্ষা বেশী হবার কথা। কিন্তু অক্সিজেনের ১ম আয়নীকরন শক্তির প্রকৃত মান নাইট্রোজেন অপেক্ষা কম হয়। এর কারন হিসেবে বলা যায় নাইট্রোজেনের বহি:স্থ ইলেকট্রনীয় কাঠামো অক্সিজেন অপেক্ষা বেশ স্থিতিশীল প্রকৃতির। এ স্থিতিশীলতার জন্যই নাইট্রোজেন মৌলের বহিস্তর থেকে ইলেকট্রন অপসারন করতে অক্সিজেন অপেক্ষা বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। যার ফলে নাইট্রোজেন অপেক্ষা অক্সিজেনের ১ম আয়নীকরন শক্তি কম হয়। 

৬.  Be এর ১ম আয়নীকরন পটেনসিয়াল B  অপেক্ষা বেশি কেন?

উ: Be  ও B  এর ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরূপ :

ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে দেখা যায়, Be মৌলের বহি:স্থ শক্তিস্তরের s অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ন রয়েছে। এর বহি:স্তরে কোন বেজোড় ইলেকট্রন নেই অর্থাৎ এর যোজ্যতা স্তরের ইলেকট্রনীয় কাঠামো বেশ স্থিতিশীল প্রকৃতির । অপরদিকে B মৌলের যোজ্যতা স্তরে একটি বেজোড় ইলেকট্রন রয়েছে। 

তাই B মৌলের যোজ্যতা স্তরের ইলেকট্রনীয়  কাঠামো Be অপেক্ষা কম স্থিতিশীল প্রকৃতির। এ সকল কারনে Be মৌলের বহিস্থ শক্তিস্তর থেকে ইলেকট্রন অপসারন করতে B অপেক্ষা অধিক শক্তির প্রয়োজন হয়। ফলে Be এর ১ম আয়নীকরন পটেনসিয়াল B অপেক্ষা বেশি হয়। 

৭. কোন মৌলের ইলেকট্রন আসক্তি বলতে কি বুঝ?

 পর্যায় সারনিতে মৌলসমূহের ইলেকট্রন আসক্তির পরিবর্তন আলোচনা কর। 

ইলেকট্রন আসক্তি : 

কোন পদার্থের এক মৌল গ্যাসীয় বিচ্ছিন্ন পরমানুকে একক ঋনাত্মক আয়নে পরিনত করতে যে পরিমান শক্তি বিমুক্ত হয় তাকে ঐ পদার্থের ইলেকট্রন আসক্তি বলে। যেমন, ক্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তির মান  -349.0 KJ/mole।

পর্যায় সারনিতে মৌলসমূহের ইলেকট্রন আসক্তির পরিবর্তন :         

কোন মৌলের ইলেকট্রন আসক্তি একটি পর্যায়বৃত্ত ধর্ম। পর্যায় সারনীর একই পর্যায়ে এবং একই গ্রুপে মৌলসমূহের অবস্থান পরিবর্তনের সাথে সাথে উহাদের ইলেকট্রন আসক্তির মানও পরিবর্তিত হয় । 

যেমন,পর্যায় সারনির একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু উহাদের পারমানবিক ব্যাসার্ধের মান ক্রমানুসারে হৃাস পায় তাই বহি:স্থ শক্তিস্তরের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বল বৃদ্ধি পায় এবং বহিস্থ শক্তিস্তরে ইলেকট্রন সংযোগে নির্গত শক্তির মানও বেশি হয়। এ কারনে পর্যায় সারনীর একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে উহাদের ইলেকট্রন  আসক্তির মান ধারাবাহিকভাবে বৃদ্ধি পায়। অপরদিকে পর্যায় সারনির একই গ্রুপে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু উহাদের পারমানবিক ব্যাসার্ধের মান ক্রমানুসারে বৃদ্ধি পায়, তাই বহি:স্থ শক্তিস্তরের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বলের মান হ্রাস পায় এবং বহিস্থ: শক্তিস্তরে ইলেকট্রন সংযোগে নির্গত শক্তির মানও কম হয়। ফলে পর্যায় সারনীর একই গ্রুপে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলসমূহের ইলেকট্রন আসক্তির মান সাধারনত ক্রমানুসারে হ্রাস পায়। 

৮. ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তির মান ক্লোরিন অপেক্ষা কম কেন?

উ: ফ্লোরিন এবং ক্লোরিন পর্যায় সারনির  গ্রুপ-17  এর মৌল । ফ্লোরিন ২য়  পর্যায়ে এবং ক্লোরিন ৩য় পর্যায়ে অবস্থিত। 

পর্যায় সারনীতে একই শ্রেনীতে অবস্থিত মৌলসমূহের পারমানবিক ব্যাসার্ধ বৃদ্ধির সাথে সাথে উহাদের ইলেকট্রন আসক্তির মান সাধারনত: হ্রাস পায়। এ প্রেক্ষিতে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তির মান ক্লোরিন অপেক্ষা বেশী হবার কথা। কিন্তু ফ্লোরিনের ২য় অরবিটাল ক্ষুদ্রাকৃতির,তাই ২য় অরবিটালে ইলেকট্রনের ঘনত্ব অত্যন্ত বেশী হয় । তাই আগমনকারী ইলেকট্রনের উপর ২য় শক্তিস্তরের ইলেকট্রনের বিকর্ষন বলের মান কাঙ্খিত মান অপেক্ষা অনেক বেশী হয়। আবার বিকর্ষন বলের মান বেশী হবার কারনে শোষিত শক্তির মানও কাঙ্খিত মান অপেক্ষা বেশী হয় ।  

এ সকল কারনে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তির মান কাঙ্খিত মান অপেক্ষা কমে যায় যাহা ক্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি  অপেক্ষাও কম হয়। 

৯. কোন মৌলের তড়িৎ ঋনাত্মকতা বলতে কি বুঝ? পর্যায় সারনিতে মৌলসমূহের অবস্থান পরিবর্তনের সাথে সাথে কিভাবে উহাদের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মান পরিবর্তিত হয় ব্যাখ্যা কর। 

তড়িৎ ঋনাত্মকতা :

অনুতে বিদ্যমান পরমানুদ্বয়ের শেয়ারকৃত ইলেকট্রনকে কোন মৌল কর্তৃক উহার নিজের দিকে আকর্ষন করার ক্ষমতাকে ঐ মৌলের তড়িৎ ঋনাত্মকতা বলে । অর্থাৎ কোন মৌলের নিউক্লিয়াস কর্তৃক উহার বহি:স্থ ইলেকট্রন মেঘমালাকে আকর্ষন করার ক্ষমতাকে ঐ মৌলের তড়িৎ ঋনাত্মকতা বলে।

পর্যায় সারনিতে মৌলসমূহের অবস্থান পরিবর্তনের সাথে সাথে উহাদের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মান ক্রমানন্বয়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়। পর্যায সারনির একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু উহাদের পারমানবিক ব্যাসার্ধ হ্রাস পায়, তাই বহি:স্থ শক্তিস্তরের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বলের মান বৃদ্ধি পায় এবং নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলসমূহের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মানও বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ পর্যায় সারনীর একই পর্যায়ে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলসমূহের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মান ধারাবাহিকভাবে বৃদ্ধি পায়। উদাহরনরূপ পর্যায়সারনির ২য় পর্যায়ের C(6), N(7), O(8), F(9) প্রভৃতি মৌলের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মান যথাক্রমে 2.5, 3.0, 3.5, 4.0  ।

অপরদিকে পর্যায় সারনীর একই শ্রেনীতে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে যেহেতু উহাদের পারমানবিক ব্যসার্ধের মান বৃদ্ধি পায়, তাই বহি:স্থ শক্তিস্তরের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষন বলের মান হ্রাস পায় এবং  নিউক্লিয়াসের আকর্ষন হ্রাসের সাথে সাথে মৌল সমূহের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মানও হৃাস পায়। অর্থাৎ পর্যায় সারনির একই শ্রেনীতে পরমানু ক্রমাংক বৃদ্ধির সাথে সাথে মৌলসমূহের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মান ক্রমানুসারে হ্রাস পায়। উদাহরনসরূপ পর্যায় সারণীর 17-শ্রেনীর F(9), Cl(17), Br(35), I(53) প্রভৃতি মৌলসমূহের তড়িৎ ঋনাত্মকতার মান যথাক্রমে 4.0, 3.0, 2.8, 2.5  । 

A K M Ziaul Hasan

M Sc in Chemistry(1st class)

Assistant Professor,Department of Chemistry,

IDEAL COLLEGE,Dhanmondi, Dhaka

Gmail : Ziaul.hasan22@gmail.com

https://ziaulhasan.com

Mob. 01715-736525(7.0pm to 11.0pm)