কেন হয়?
প্রথমে আসি, কপার(Cu) এর ইলেকট্রন বিন্যাস ব্যতিক্রম কেন?
কপার এর ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরূপঃ
Cu (29)----> 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹º
ইলেকট্রন বিন্যাস থেকে দেখা যায়, কপারের ক্ষেত্রে 4s² 3d⁹ থেকে 4s¹ 3d¹º হয়েছে। কারন হচ্ছে -
আউফবাউ নীতি অনুসারে কোন অরবিটালে ইলেকট্রন প্রবেশের ক্ষেত্রে ইলেকট্রন সর্বপ্রথম নিম্নশক্তির অরবিটাল পূর্ণ করে, তারপর উচ্চশক্তির অরবিটালে প্রবেশ করে৷
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s ......
যেমন: 3d ও 4s অরবিটালের মধ্যে- 3d এর জন্য n=3 এবং l=2 সুতরাং n+l = 3+2=5, 4s এর জন্য n=4 এবং l=0 সুতরাং n+l = 4+0=4
4s অরবিটালের শক্তি কম। সুতরাং 4s অরবিটালে আগে ইলেকট্রন প্রবেশ করবে,পরে 3d অরটিলে ইলেকট্রন প্রবেশ করবে।
স্থায়িত্বের নীতি অনুসারে কোন মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাসে যদি সর্ববহিঃস্থ শক্তির অরবিটাল অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ অবস্থায় থাকে তবে ঐ মৌলের স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি পায়। এজন্য কপারের ইলেকট্রন বিন্যাসে বহিঃস্থ শক্তিস্তরে 4s² 3d⁹ এর পরিবর্তে 4s¹ 3d¹º হয় । স্থিতিশীলতার জন্য কপার ইলেকট্রন বিন্যাসের ব্যতিক্রম দেখা যায়।
তাদের এই স্থিতিশীলতার কারণ প্রতিসাম্য এবং বিনিময় শক্তি। অর্ধপূর্ণ ও পূর্ণ অবস্থায় অরবিটালগুলি অন্য কোনও কনফিগারেশনের চেয়ে বেশি প্রতিসম হয় এবং এ প্রতিসাম্য অধিকতর স্থায়িত্বের দিকে নিয়ে যায়। একই সাব-শেলের বিভিন্ন কক্ষপথে উপস্থিত ইলেকট্রনগুলি তাদের অবস্থানগুলি বিনিময় করতে পারে। এবার,
Cu + আয়নটির জন্য 4s1 থেকে একটি ইলেকট্রন সরালে ইলেকট্রন বিন্যাস দাঁড়াবে:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹º
Cu2 + আয়নটির জন্য মোট দুটি ইলেকট্রন সরালে, একটি 4s1 থেকে এবং অন্যটি 3d10 থেকে। তখন ইলেকট্রন বিন্যাস দাঁড়াবে:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁹
এবার আসি হাইব্রিডাইজেশন বা সংকরায়ন বিষয়ে।
[Cu(NH3) 4]2+আয়নে Cu2+আয়নের dsp2 সংকরায়ন কেন হয়?
Cu এর জারণ অবস্থা +2 ও এর ইলেকট্রন বিন্যাস হল- [Ar] 3d9।
কাপ্রোঅ্যামোনিয়ামের ( [Cu(NH3)4]2+) সংকরায়নের ফলে গঠিত ইলেকট্রন বিন্যাসঃ
কাপ্রোঅ্যামোনিয়াম আয়ন i.e [Cu(NH3)4]2+ এ Cu2+ এর 3d অরবিটালে 9 টি ইলেকট্রন রয়েছে। dsp2 সংকরকরণ গঠনের সময় কাপ্রোঅ্যামোনিয়াম আয়নের অযুগ্ম ইলেকট্রনটি 3d থেকে 4pz অরবিটালে স্থানান্তর হয়। ফলে 9 টি ইলেকট্রন, জোড় করার পরে, একটি d অরবিটাল শূন্য দেখায়। কিভাবে -
যেহেতু অ্যামোনিয়া একটি শক্তিশালী লিগ্যান্ড ক্ষেত্র তাই Cu এর সাথে Coordination বন্ধন তৈরি হয়।
সুতরাং, Cu2+ মধ্যে ইলেকট্রনগুলির একটি পুনর্বিন্যাস হবে এবং স্ফটিক ক্ষেত্র তত্ত্ব বা crystal field theory অনুসারে Cu2+ এর d-অরবিটালে শেষ ইলেকট্রনটি বের হয়ে যাবে এবং প্রথমে N এর ইলেকট্রনগুলোর দ্বারা তার অর্বিটালগুলো পূরণের জন্য অপেক্ষায় থাকবে। এরপর, NH3 থেকে 4 টি ইলেকট্রন জোড়া থেকে 3d অরবিটালে একটি, 4s অরবিটালে একটি এবং 4p অরবিটালে দুটি জোড়া মিলে বা dsp2 সংকরকরনে মাধ্যমে বর্গাকার সমতল ক্ষেত্র বা আকার বিশিষ্ট চারটি হাইব্রিড অরবিটাল গঠন করে। এবং 4p অরবিটালের তৃতীয় স্থানে থাকবে 3d থেকে গ্রহণ করা ইলেকট্রন। এটি একটি অযুগ্ম ইলেকট্রন সহ বর্গাকার সমতল তৈরি হয়।
এটির একটি বর্গাকার সমতল কাঠামোর চিত্র -
সংক্ষেপে-
[Cu(NH3)4]2+ এর বর্গাকার সমতল কাঠামো কেন হয়-
জাহান-টেলারের distortion তত্ত্ব অনুযায়ী - কপারে 9 টি ইলেকট্রন রয়েছে, dz2 এবং dx2-y2 এর শক্তি dxy, dxz এবং dyz অরবিটালগুলির চেয়ে কম থাকে। কারন সেখানে 9 টি ইলেক্ট্রন রয়েছে বলে এই তিনটি অবক্ষয়শীল (degenerate) অরবিটাল সমানভাবে পূরণ হয়নি (এর মধ্যে 2 টিতে 2 টি ইলেকট্রন রয়েছে তবে অন্যটিতে কেবল 1 টি রয়েছে)। এ কারনটাই জটিল যৌগকে এটির গঠন জ্যামিতিটি বিকৃত করে ফেলে, অর্থাৎ নিজেকে অবক্ষয় থেকে রক্ষা করার জন্যই বর্গাকার সমতল আকার ধারণ করে। কাপ্রোঅ্যামোনিয়াম আয়নের ক্ষেত্রে এই বর্গাকার সমতল জটিল কাঠামো শক্তির দিক থেকে অন্য কাঠামো অপেক্ষা শক্তিশালী ও অনুকূল।
Post a Comment