আপনি যদি রাসায়নিক বিজ্ঞানের অধ্যয়নের কালপঞ্জিটি দেখেন বিভিন্ন উপাদানের পরমাণুর একে অপরের সাথে যোগাযোগ করার ক্ষমতা, আমরা 19 শতকের মাঝামাঝি একক আউট করতে পারি। সেই সময়ে, বিজ্ঞানীরা এই বিষয়টির প্রতি দৃষ্টি আকর্ষণ করেছিলেন যে অক্সিজেন, ফ্লোরিন, নাইট্রোজেনের হাইড্রোজেন যৌগগুলি একদল বৈশিষ্ট্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যেগুলিকে অস্বাভাবিক বলা যেতে পারে৷
এগুলি, প্রথমত, খুব উচ্চ গলে যাওয়া এবং ফুটন্ত বিন্দু, উদাহরণস্বরূপ, জল বা হাইড্রোজেন ফ্লোরাইডের জন্য, যা অন্যান্য অনুরূপ যৌগের তুলনায় বেশি। বর্তমানে, এটি ইতিমধ্যেই জানা গেছে যে এই পদার্থগুলির এই বৈশিষ্ট্যগুলি হাইড্রোজেন পরমাণুর বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয় যাতে উচ্চ বৈদ্যুতিক ঋণাত্মকতা সূচক রয়েছে এমন উপাদানগুলির পরমাণুর সাথে একটি অস্বাভাবিক ধরনের বন্ধন তৈরি করা হয়। তারা একে হাইড্রোজেন বলে। একটি বন্ডের বৈশিষ্ট্য, এর গঠনের সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য এবং এতে থাকা যৌগগুলির উদাহরণগুলি হল মূল বিষয় যা আমরা আমাদের নিবন্ধে ফোকাস করব৷
সংযোগের কারণ
ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণ শক্তির ক্রিয়াবেশিরভাগ ধরণের রাসায়নিক বন্ধনের উপস্থিতির জন্য শারীরিক ভিত্তি। একটি মৌলের বিপরীত চার্জযুক্ত পারমাণবিক নিউক্লিয়াস এবং অন্যটির ইলেকট্রনের মিথস্ক্রিয়ার কারণে যে ধরণের রাসায়নিক বন্ধন তৈরি হয়েছে তা সুপরিচিত। এগুলি হল সমযোজী নন-পোলার এবং পোলার বন্ড, অধাতু উপাদানগুলির সরল এবং জটিল যৌগের বৈশিষ্ট্য৷
উদাহরণস্বরূপ, ফ্লোরিন পরমাণুর মধ্যে, যার সর্বোচ্চ ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি এবং হাইড্রোজেনের ইলেক্ট্রোনিউট্রাল কণা, যার মধ্যে এক-ইলেক্ট্রন মেঘ প্রাথমিকভাবে শুধুমাত্র H পরমাণুর অন্তর্গত ছিল, নেতিবাচক চার্জযুক্ত ঘনত্বের একটি পরিবর্তন হয়েছে. এখন হাইড্রোজেন পরমাণুকে যথাযথভাবে প্রোটন বলা যেতে পারে। এরপর কি হবে?
ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া
হাইড্রোজেন পরমাণুর ইলেক্ট্রন মেঘ প্রায় সম্পূর্ণভাবে ফ্লোরিন কণার দিকে চলে যায় এবং এটি অতিরিক্ত ঋণাত্মক চার্জ গ্রহণ করে। নগ্ন, অর্থাৎ নেতিবাচক ঘনত্ব বর্জিত, হাইড্রোজেন পরমাণু - একটি প্রোটন, এবং পার্শ্ববর্তী হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড অণুর F- আয়ন, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণ বল প্রকাশ পায়। এটি আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ডের চেহারার দিকে নিয়ে যায়। এর উপস্থিতির কারণে, একাধিক HF অণু একসাথে স্থিতিশীল সহযোগী গঠন করতে পারে।
হাইড্রোজেন বন্ড গঠনের প্রধান শর্ত হল উচ্চ বৈদ্যুতিক ঋণাত্মকতা সহ একটি রাসায়নিক উপাদানের একটি পরমাণুর উপস্থিতি এবং একটি হাইড্রোজেন প্রোটন এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করছে। এই ধরনের মিথস্ক্রিয়া অক্সিজেন এবং ফ্লোরিন যৌগগুলিতে (জল, হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড) সবচেয়ে বেশি উচ্চারিত হয়, অ্যামোনিয়ার মতো নাইট্রোজেনযুক্ত পদার্থে কম এবং সালফার এবং ক্লোরিন যৌগগুলিতেও কম।অণুর মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের উদাহরণ জৈব পদার্থেও পাওয়া যায়।
এইভাবে, কার্যকরী হাইড্রোক্সিল গ্রুপের অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর মধ্যে অ্যালকোহলগুলিতে, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণ শক্তিও দেখা দেয়। অতএব, ইতিমধ্যেই সমজাতীয় সিরিজের প্রথম প্রতিনিধি - মিথানল এবং ইথাইল অ্যালকোহল - এই রচনা এবং আণবিক ওজনের অন্যান্য পদার্থের মতো তরল, গ্যাস নয়৷
যোগাযোগের শক্তি বৈশিষ্ট্য
আসুন সমযোজী (40-100 kcal/mol) এবং হাইড্রোজেন বন্ডের শক্তির তীব্রতা তুলনা করি। নীচের উদাহরণগুলি নিম্নলিখিত বিবৃতিটি নিশ্চিত করে: হাইড্রোজেন প্রকারে ফ্লোরিন যৌগের মধ্যে মাত্র 2 kcal/mol (অ্যামোনিয়া ডাইমারের মধ্যে) থেকে 10 kcal/mol শক্তি থাকে। কিন্তু কিছু পদার্থের কণাগুলি সহযোগীদের মধ্যে আবদ্ধ হতে সক্ষম হওয়ার জন্য এটি যথেষ্ট প্রমাণিত হয়েছে: ডাইমার, টেট্রা - এবং পলিমার - অনেকগুলি অণু নিয়ে গঠিত গ্রুপ৷
এগুলি কেবল যৌগের তরল পর্যায়ে থাকে না, তবে গ্যাসের অবস্থায় যাওয়ার সময় বিচ্ছিন্ন না হয়ে সংরক্ষণ করা যেতে পারে। অতএব, হাইড্রোজেন বন্ড, যা অণুগুলিকে দলে ধারণ করে, অ্যামোনিয়া, জল বা হাইড্রোজেন ফ্লোরাইডের অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ ফুটন্ত এবং গলনাঙ্ক সৃষ্টি করে৷
জলের অণুগুলি কীভাবে সংযুক্ত হয়
অজৈব এবং জৈব উভয় পদার্থেই বিভিন্ন ধরণের রাসায়নিক বন্ধন রয়েছে। যে রাসায়নিক বন্ধনটি মেরু কণার একে অপরের সাথে সংযোগের প্রক্রিয়ায় উদ্ভূত হয় এবং একে আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বলা হয়, তা আমূল পরিবর্তন করতে পারে ভৌত রাসায়নিকসংযোগ বৈশিষ্ট্য। জলের বৈশিষ্ট্য বিবেচনা করে এই বক্তব্যটি প্রমাণ করা যাক। অণু H2O এর ডাইপোলের আকার রয়েছে - কণা যার মেরু বিপরীত চার্জ বহন করে।
প্রতিবেশী অণুগুলি ধনাত্মক চার্জযুক্ত হাইড্রোজেন প্রোটন এবং অক্সিজেন পরমাণুর নেতিবাচক চার্জ দ্বারা একে অপরের প্রতি আকৃষ্ট হয়। এই প্রক্রিয়ার ফলস্বরূপ, আণবিক কমপ্লেক্স গঠিত হয় - সহযোগী, যা অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ ফুটন্ত এবং গলনাঙ্ক, উচ্চ তাপ ক্ষমতা এবং যৌগের তাপ পরিবাহিতা দেখা দেয়।
পানির অনন্য বৈশিষ্ট্য
H2O কণার মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ডের উপস্থিতি এর অনেক গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যের জন্য দায়ী। জল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিপাকীয় প্রতিক্রিয়া প্রদান করে - কোষে কার্বোহাইড্রেট, প্রোটিন এবং চর্বিগুলির হাইড্রোলাইসিস - এবং এটি একটি দ্রাবক। এই ধরনের জল, যা সাইটোপ্লাজম বা আন্তঃকোষীয় তরলের অংশ, তাকে মুক্ত বলা হয়। অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের জন্য ধন্যবাদ, এটি প্রোটিন এবং গ্লাইকোপ্রোটিনের চারপাশে হাইড্রেশন শেল তৈরি করে, যা পলিমার ম্যাক্রোমোলিকিউলসের মধ্যে আটকে থাকা রোধ করে৷
এই ক্ষেত্রে, জলকে বলা হয় কাঠামোবদ্ধ। H2O কণার মধ্যে ঘটে যাওয়া হাইড্রোজেন বন্ধনের উদাহরণগুলি আমরা জৈব পদার্থ - প্রোটিন এবং পলিস্যাকারাইডের মৌলিক ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য গঠনে এর অগ্রণী ভূমিকা প্রমাণ করে। জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে সংঘটিত আত্তীকরণ এবং বিচ্ছিন্নকরণের প্রক্রিয়াগুলিতে, সিস্টেমগুলি, সেইসাথে তাদের তাপীয় ভারসাম্য নিশ্চিত করার জন্য৷
আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ড
স্যালিসিলিক অ্যাসিড হল প্রদাহ-বিরোধী, ক্ষত নিরাময় এবং অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল প্রভাব সহ সুপরিচিত এবং দীর্ঘকাল ধরে ব্যবহৃত ওষুধগুলির মধ্যে একটি। অ্যাসিড নিজেই, ফেনলের ব্রোমো ডেরিভেটিভস, জৈব জটিল যৌগগুলি একটি ইন্ট্রামলিকুলার হাইড্রোজেন বন্ড গঠন করতে সক্ষম। নীচের উদাহরণগুলি এর গঠনের প্রক্রিয়া দেখায়। সুতরাং, স্যালিসিলিক অ্যাসিড অণুর স্থানিক কনফিগারেশনে, কার্বনাইল গ্রুপের অক্সিজেন পরমাণু এবং হাইড্রক্সিল র্যাডিকালের হাইড্রোজেন প্রোটনের দৃষ্টিভঙ্গি সম্ভব।
অক্সিজেন পরমাণুর বৃহত্তর তড়িৎ ঋণাত্মকতার কারণে হাইড্রোজেন কণার ইলেকট্রন প্রায় সম্পূর্ণরূপে অক্সিজেন নিউক্লিয়াসের প্রভাবে পড়ে। স্যালিসিলিক অ্যাসিড অণুর অভ্যন্তরে একটি হাইড্রোজেন বন্ধন ঘটে, যা এতে হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্ব বৃদ্ধির কারণে দ্রবণের অম্লতা বৃদ্ধি করে।
সংক্ষেপে, আমরা বলতে পারি যে পরমাণুর মধ্যে এই ধরনের মিথস্ক্রিয়া নিজেকে প্রকাশ করে যদি দাতার গ্রুপ (একটি ইলেকট্রন দান করে এমন কণা) এবং গ্রহণকারী পরমাণু একই অণুর অংশ হয়।
