পরিবর্তনশীল যোজনী (Fe,C,S) নিয়ম ও ব্যতিক্রম

✔ইলেকট্রন বিন্যাসের মাধ্যমে মৌলের যোজনী নির্ণয় (পর্ব ২- পরিবর্তনশীল যোজনী)

গত পর্বে আমরা H,N,O ইত্যাদি এই জাতীয় মৌলের যোজনী নির্ণয় করেছি।😃 যেমন H এর ১,  N এর ৩ ইত্যাদি ইত্যাদি। এদের যোজনী একটি করেই হয়ে থাকে.......এছাড়াও আমরা বলেছিলাম কিছু মৌল আছে যাদের একাধিক যোজনী রয়েছে। যেমন সালফার,কার্বন,আয়রন ইত্যাদি। এ পর্বে আমরা এসকল মৌলের যোজনী নির্ণয় করা শিখবো।  😁

আচ্ছা প্রথমে কার্বনের(C) কথায় আসা যাক......
কার্বনের যোজনী নির্ণয় করার জন্য এর ইলেকট্রন বিন্যাস করা যাক....😉

C(6) = 1s2 2s2 2px1 2py1
দেখা যাচ্ছে সর্বশেষ কক্ষে বিজোড় ইলেকট্রন আছে ২ টি। সুতরাং এর যোজনী ২ 😃
কিন্তু আমরা বেশির ভাগ যৌগে দেখি কার্বনের যোজনী ৪😱😱 কিন্তু হিসাব করে তো দেখা যায় ২ 😒
তাহলে ৪ কি ভুল?😱
আসলে তা না.....উত্তেজিত অবস্থায় কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস করে পাই...

C*(6)= 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1
(*চিহ্ন দ্বারা পরমানুর উত্তেজিত অবস্থা কে বুঝানো হয়েছে)

এখন দেখা যাচ্ছে সর্বশেষ কক্ষে বিজোড় ইলেকট্রন আছে ৪টি..... সুতরাং এর যোজনী ৪।
এ থেকে বুঝা যায় কার্বনের যোজনী ২ও৪।😁

কিন্তু একটা প্রশ্ন এখনও রয়ে যায়। আমরা ২য় ক্ষেত্রে উত্তেজিত কার্বন ব্যবহার করলাম। এই উত্তেজিত অবস্থাই টা কি।😲

আসলে পরমানু সমূহ পরিবেশ থেকে শক্তি শোষণ করে সর্বশেষ অরবিট এর কোন ইলেকট্রন অই অরবিট এর খালি কোন অরবিটাল কিংবা সাব অরবিটাল এ দিয়ে দেয়। এ অবস্থাকে ওই মৌলের উত্তেজিত অবস্থা বলে। সহজ কথায় শক্তি শোষণ করে জোড় ইলেকট্রন ভেঙে বিজোড় হয়ে পড়া। বিজোড় ইলেকট্রন বন্ধন গঠনে তুলনামূলক ভাবে অধিক সক্রিয়।
এখন যদি আমরা আবার কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস দেখি তাহলে,

C(6) = 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0

দেখা যাচ্ছে ২ নাম্বার অরবিট এর 2pz সাব অরবিটালটি খালি আছে। আর 2s এ ইলেকট্রন আছে ২টি। তো কথা অনুযায়ী উত্তেজিত অবস্থায় জোড় ইলেকট্রন ভেঙে যাবে আর ফাকা কোনো অরবিটাল অথবা সাব অরবিটাল এ ইলেকট্রন চলে যাবে। এখানে 2s এ ইলেকট্রন ২টি ছিল তা ভেঙে একটি হবে। আর 2pz সাব অরবিটাল ফাকা ছিলো....উক্ত ইলেকট্রনটি এই অরবিটাল এ আসবে।
এভাবে ইলেকট্রন বিন্যাস দাঁড়ায়
C*(6)= 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1

একই ভাবে সালফার এর যোজনী নির্ণয় করা যাক...

S(16)= 1s2 2s2 2p6 3s2 3px2 3py1 3pz1
এখানে বিজোড় ইলেকট্রন ২ টা....সুতরাং  যোজনী ২।

উত্তেজিত হলে 3px এর জোড় ইলেকট্রন ভেঙে যাবে......আর ৩য় অরবিট এর 3d অরবিটাল থাকায় ইলেকট্রন টি 3dxy সাব অরবিটাল এ যাবে। তখন,
S*=  1s2 2s2 2p6 3s2 3px1 3py1 3pz1 3dxy1

এখন বিজোড় ইলেকট্রন আছে ৪টি সুত্রাং যোজনী ৪।

কিন্ত 3d অরবিটাল এর সাব অরবিটাল আছে ৫টি।(3dxy, 3dyz, 3dzx, 3dx² -y², 3dz²)
সুতরাং S* আরো উত্তেজিত হলে 3s এর ইলেকট্রন জোড় ভেঙে ফাকা 3ddyz সাব অরবিটাল এ যাবে। অর্থাৎ
S**=  1s2 2s2 2p6 3s1 3px2 3py1 3pz1 3dxy1 3dyz1
এখন বিজোড় ইলেকট্রন ৬টি তাই যোজনী ৬।
এভাবে আমরা কোনো মৌলের পরিবর্তনশীল যোজনী নির্ণয়  করতে পারবো। 😃😃

**আয়রনের ক্ষেত্রে তা অন্যভাবে নির্ণয় করা যায়...
Fe এর ইলেকট্রন বিন্যাস-

Fe(26)= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

এর সর্বশেষ কক্ষপথে ২টি ইলেকট্রন রয়েছে। এই ২টি ত্যাগ করে সে স্থিতিশীল হয়ে Fe2+ আয়ন এ পরিণত হবে।
Fe - 2e- -> Fe2+
আমরা জানি কোন আয়ন বা মূলকের আধানই তাই যোজ্যতা প্রকাশ করে। সুতরাং Fe এর যোজনী ২।
এখন আবার Fe2+ এর ইলেকট্রন  বিন্যাস-

Fe2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 ❎
কিন্তু আমরা জানি কোন অরবিটাল পুর্ন কিংবা অর্ধপূর্ন অবস্থায় বেশি সুস্থিত।
সুতরাং ইলেকট্রন বিন্যাস হবে-

Fe2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1✅
এক্ষেত্রে আবার সর্বশেষ কক্ষে ইলেকট্রন আছে একটি।তাই স্থিতিশীল হতে এই একটি ইলেকট্রন ত্যাগ আবার করবে এবং Fe3+ আয়নে পরিণত হবে।
Fe2+ - e- -> Fe3+

এখন আধান ৩ তাই যোজনী ৩। সুতরাং আয়রনের যোজনী ২ও৩।😊**