রাসায়নিক উপাদানের ভ্যালেন্সি নির্ণয় কর

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

19 শতকে পরমাণু এবং অণুর গঠন সম্পর্কে জ্ঞানের স্তরটি ব্যাখ্যা করতে দেয়নি কেন পরমাণুগুলি অন্যান্য কণার সাথে একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক বন্ধন তৈরি করে। কিন্তু বিজ্ঞানীদের ধারণা তাদের সময়ের চেয়ে এগিয়ে ছিল, এবং ভ্যালেন্সি এখনও রসায়নের অন্যতম মূল নীতি হিসাবে অধ্যয়ন করা হচ্ছে৷

"রাসায়নিক উপাদানের ভ্যালেন্সি" ধারণার ইতিহাস থেকে

19 শতকের অসামান্য ইংরেজ রসায়নবিদ এডওয়ার্ড ফ্রাঙ্কল্যান্ড একে অপরের সাথে পরমাণুর মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়া বর্ণনা করার জন্য বৈজ্ঞানিক ব্যবহারে "বন্ড" শব্দটি চালু করেছিলেন। বিজ্ঞানী লক্ষ্য করেছেন যে কিছু রাসায়নিক উপাদান একই সংখ্যক অন্যান্য পরমাণুর সাথে যৌগ গঠন করে। উদাহরণস্বরূপ, নাইট্রোজেন অ্যামোনিয়া অণুতে তিনটি হাইড্রোজেন পরমাণু সংযুক্ত করে।

1852 সালের মে মাসে, ফ্র্যাঙ্কল্যান্ড অনুমান করেছিলেন যে একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক রাসায়নিক বন্ধন রয়েছে যা একটি পরমাণু পদার্থের অন্যান্য ক্ষুদ্র কণার সাথে গঠন করতে পারে। ফ্র্যাঙ্কল্যান্ড "সংযোগ শক্তি" শব্দগুচ্ছটি ব্যবহার করেছিলেন যা পরবর্তীতে ভ্যালেন্সি বলা হবে তা বর্ণনা করতে। ব্রিটিশ রসায়নবিদ নির্ধারণ করেছিলেন কতটারাসায়নিক বন্ধন 19 শতকের মাঝামাঝি সময়ে পরিচিত পৃথক উপাদানগুলির পরমাণু গঠন করে। ফ্র্যাঙ্কল্যান্ডের কাজ আধুনিক কাঠামোগত রসায়নে একটি গুরুত্বপূর্ণ অবদান ছিল৷

বিকাশশীল মনোভাব

জার্মান রসায়নবিদ F. A. কেকুলে 1857 সালে প্রমাণ করেছিলেন যে কার্বন একটি টেট্রাব্যাসিক। এর সহজতম যৌগ - মিথেন - 4টি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে বন্ধন রয়েছে। বিজ্ঞানী "মৌলিকতা" শব্দটি ব্যবহার করেছেন উপাদানের সম্পত্তি বোঝাতে একটি কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত সংখ্যক অন্যান্য কণা সংযুক্ত করার জন্য। রাশিয়ায়, পদার্থের গঠন সম্পর্কিত ডেটা এ.এম. বাটলেরভ (1861) দ্বারা পদ্ধতিগত করা হয়েছিল। রাসায়নিক বন্ধনের তত্ত্বটি উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলিতে পর্যায়ক্রমিক পরিবর্তনের মতবাদের জন্য আরও বিকাশ লাভ করেছে। এর লেখক হলেন আরেক অসামান্য রাশিয়ান রসায়নবিদ, ডি.আই. মেন্ডেলিভ। তিনি প্রমাণ করেছিলেন যে যৌগ এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলিতে রাসায়নিক উপাদানগুলির ভ্যালেন্সি পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমে তাদের অবস্থানের কারণে হয়৷

ভ্যালেন্স এবং রাসায়নিক বন্ধনের গ্রাফিক উপস্থাপনা

অণুগুলির একটি চাক্ষুষ উপস্থাপনার সম্ভাবনা হল ভ্যালেন্সি তত্ত্বের নিঃসন্দেহে সুবিধাগুলির মধ্যে একটি। প্রথম মডেলগুলি 1860-এর দশকে উপস্থিত হয়েছিল এবং 1864 সাল থেকে কাঠামোগত সূত্রগুলি ব্যবহার করা হয়েছে, যা ভিতরে একটি রাসায়নিক চিহ্ন সহ বৃত্ত। পরমাণুর প্রতীকগুলির মধ্যে, একটি ড্যাশ একটি রাসায়নিক বন্ধন নির্দেশ করে এবং এই লাইনগুলির সংখ্যা ভ্যালেন্সির মানের সমান। একই বছরগুলিতে, প্রথম বল-এবং-স্টিক মডেলগুলি তৈরি করা হয়েছিল (বাম দিকে ফটো দেখুন)। 1866 সালে, কেকুলে পরমাণুর একটি স্টেরিওকেমিক্যাল অঙ্কন প্রস্তাব করেছিলেন।একটি টেট্রাহেড্রন আকারে কার্বন, যা তিনি তার পাঠ্যপুস্তক জৈব রসায়নে অন্তর্ভুক্ত করেছেন।

রাসায়নিক উপাদানের স্থিতিস্থাপকতা এবং বন্ধনের উত্থান জি. লুইস দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়েছিল, যিনি ইলেকট্রন আবিষ্কারের পরে 1923 সালে তাঁর রচনাগুলি প্রকাশ করেছিলেন। এটি হল ক্ষুদ্রতম ঋণাত্মক চার্জযুক্ত কণার নাম যা পরমাণুর খোলের অংশ। তার বইতে, লুইস রাসায়নিক উপাদান প্রতীকের চারপাশে বিন্দু ব্যবহার করেছেন ভ্যালেন্স ইলেকট্রনকে উপস্থাপন করতে।

হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের জন্য ভ্যালেন্সি

পর্যায়ক্রমিক ব্যবস্থা তৈরির আগে, যৌগগুলিতে রাসায়নিক উপাদানগুলির ভ্যালেন্স সাধারণত সেই পরমাণুর সাথে তুলনা করা হত যার জন্য এটি পরিচিত। হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন মান হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছিল। আরেকটি রাসায়নিক উপাদান নির্দিষ্ট সংখ্যক H এবং O পরমাণুকে আকৃষ্ট করেছে বা প্রতিস্থাপন করেছে।

এইভাবে, মনোভ্যালেন্ট হাইড্রোজেন সহ যৌগগুলিতে বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করা হয়েছিল (দ্বিতীয় উপাদানটির ভ্যালেন্সি একটি রোমান সংখ্যা দ্বারা নির্দেশিত হয়):

• HCl - ক্লোরিন (I):
• H₂O - অক্সিজেন (II);
• NH₃ - নাইট্রোজেন (III);
• CH₄ - কার্বন (IV)।

অক্সাইডে K₂O, CO, N₂O₃, SiO ₂, SO₃ যোগ করা O পরমাণুর সংখ্যা দ্বিগুণ করে ধাতু এবং অধাতুর অক্সিজেন ভ্যালেন্সি নির্ধারণ করে। নিম্নলিখিত মানগুলি প্রাপ্ত হয়েছিল: K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI)।

কীভাবে রাসায়নিক উপাদানের ভ্যালেন্সি নির্ধারণ করা যায়

সাধারণ ইলেকট্রনিক জড়িত একটি রাসায়নিক বন্ধন গঠনে নিয়মিততা রয়েছে৷দম্পতি:

• সাধারণ হাইড্রোজেন ভ্যালেন্সি হল I.
• স্বাভাবিক অক্সিজেন ভ্যালেন্সি - II.
• অধাতু উপাদানগুলির জন্য, সর্বনিম্ন ভ্যালেন্স সূত্র 8 দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে - পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমে তারা যে গ্রুপে অবস্থিত তার সংখ্যা। সর্বোচ্চ, যদি সম্ভব হয়, গ্রুপ নম্বর দ্বারা নির্ধারিত হয়৷
• সেকেন্ডারি সাবগ্রুপের উপাদানগুলির জন্য, সর্বোচ্চ সম্ভাব্য ভ্যালেন্সি পর্যায় সারণিতে তাদের গ্রুপ নম্বরের সমান।

যৌগের সূত্র অনুসারে রাসায়নিক উপাদানের ভ্যালেন্সি নির্ধারণ নিম্নলিখিত অ্যালগরিদম ব্যবহার করে করা হয়:

1. রাসায়নিক চিহ্নের উপরের উপাদানগুলির একটির পরিচিত মান লিখুন। উদাহরণস্বরূপ, Mn₂O₇ অক্সিজেনের ভ্যালেন্সি II।
2. মোট মান গণনা করুন, যার জন্য আপনাকে অণুর একই রাসায়নিক উপাদানের পরমাণুর সংখ্যা দিয়ে ভ্যালেন্সি গুণ করতে হবে: 27=14.
3. দ্বিতীয় উপাদানটির ভ্যালেন্স নির্ধারণ করুন যার জন্য এটি অজানা। ধাপ 2 এ প্রাপ্ত মানটিকে অণুর Mn পরমাণুর সংখ্যা দিয়ে ভাগ করুন।
4. 14: 2=7. এর উচ্চতর অক্সাইডে ম্যাঙ্গানিজের ভ্যালেন্সি হল VII৷

ধ্রুবক এবং পরিবর্তনশীল ভ্যালেন্সি

হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের ভ্যালেন্সের মান আলাদা। উদাহরণ স্বরূপ, H₂S যৌগের সালফার বাইভ্যালেন্ট এবং SO₃ সূত্রে এটি হেক্সাভ্যালেন্ট। কার্বন অক্সিজেনের সাথে মনোক্সাইড CO এবং ডাই অক্সাইড CO₂ গঠন করে। প্রথম যৌগটিতে, C এর ভ্যালেন্সি II, এবং দ্বিতীয়টিতে, IV। মিথেনে একই মান CH₄.

সবচেয়ে বেশিউপাদানগুলি একটি ধ্রুবক নয়, তবে একটি পরিবর্তনশীল ভ্যালেন্স প্রদর্শন করে, উদাহরণস্বরূপ, ফসফরাস, নাইট্রোজেন, সালফার। এই ঘটনার মূল কারণ অনুসন্ধানের ফলে রাসায়নিক বন্ধন তত্ত্ব, ইলেকট্রনের ভ্যালেন্স শেল এবং আণবিক অরবিটাল সম্পর্কে ধারণার উদ্ভব ঘটে। একই সম্পত্তির বিভিন্ন মানের অস্তিত্ব ব্যাখ্যা করা হয়েছিল পরমাণু এবং অণুর গঠনের দৃষ্টিকোণ থেকে।

ভ্যালেন্সি সম্পর্কে আধুনিক ধারণা

সমস্ত পরমাণু নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন দ্বারা বেষ্টিত একটি ধনাত্মক নিউক্লিয়াস নিয়ে গঠিত। তারা যে বাইরের শেল গঠন করে তা অসমাপ্ত। সম্পূর্ণ কাঠামোটি সবচেয়ে স্থিতিশীল, এতে 8টি ইলেকট্রন (একটি অক্টেট) রয়েছে। সাধারণ ইলেক্ট্রন জোড়ার কারণে একটি রাসায়নিক বন্ধনের উত্থান পরমাণুর একটি শক্তিশালী অনুকূল অবস্থার দিকে পরিচালিত করে।

যৌগ গঠনের নিয়ম হল ইলেকট্রন গ্রহণ করে শেলটি সম্পূর্ণ করা বা জোড়াবিহীন দেওয়া - কোন প্রক্রিয়াটি সহজ তার উপর নির্ভর করে। যদি একটি পরমাণু একটি রাসায়নিক বন্ধন ঋণাত্মক কণা গঠনের জন্য প্রদান করে যেগুলির একটি জোড়া নেই, তাহলে এটি যতগুলি বন্ধন তৈরি করে ততগুলি ইলেকট্রন তৈরি করে না। আধুনিক ধারণা অনুসারে, রাসায়নিক উপাদানের পরমাণুর ভ্যালেন্স হল নির্দিষ্ট সংখ্যক সমযোজী বন্ধন গঠনের ক্ষমতা। উদাহরণস্বরূপ, একটি হাইড্রোজেন সালফাইড অণু H₂S, সালফার ভ্যালেন্সি II (–) অর্জন করে, যেহেতু প্রতিটি পরমাণু দুটি ইলেক্ট্রন জোড়া গঠনে অংশ নেয়। "–" চিহ্নটি একটি ইলেকট্রন জোড়ার আকর্ষণকে আরও ইলেকট্রন-নেগেটিভ উপাদান নির্দেশ করে। কম ইলেক্ট্রোনেগেটিভের জন্য, ভ্যালেন্সি মানের সাথে "+" যোগ করা হয়।

দাতা-গ্রহণকারী প্রক্রিয়ার সাথে, একটি উপাদানের ইলেকট্রন জোড়া এবং অন্য উপাদানের মুক্ত ভ্যালেন্স অরবিটালগুলি প্রক্রিয়ায় অংশ নেয়৷

পরমাণুর গঠনের উপর ভ্যালেন্সির নির্ভরতা

আসুন কার্বন এবং অক্সিজেনের উদাহরণ দেখি, কীভাবে রাসায়নিক উপাদানের ভ্যালেন্স পদার্থের গঠনের উপর নির্ভর করে। পর্যায় সারণী কার্বন পরমাণুর প্রধান বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে ধারণা দেয়:

• রাসায়নিক চিহ্ন - C;
• উপাদান নম্বর - 6;
• কোর চার্জ - +6;
• নিউক্লিয়াসে প্রোটন - 6;
• ইলেকট্রন - 6টি, 4টি বাহ্যিক সহ, যার মধ্যে 2টি একটি জোড়া তৈরি করে, 2টি জোড়াবিহীন৷

যদি CO মনোক্সাইডের একটি কার্বন পরমাণু দুটি বন্ধন তৈরি করে, তবে মাত্র 6টি ঋণাত্মক কণা এটির ব্যবহারে আসে। একটি অক্টেট অর্জন করার জন্য, জোড়াগুলি 4টি বাহ্যিক নেতিবাচক কণা তৈরি করতে হবে। কার্বনের ভ্যালেন্সি IV (+) ডাই অক্সাইডে এবং IV (–) মিথেনে রয়েছে।

অক্সিজেনের মূল সংখ্যা 8, ভ্যালেন্স শেল ছয়টি ইলেকট্রন নিয়ে গঠিত, তাদের মধ্যে 2টি জোড়া তৈরি করে না এবং অন্যান্য পরমাণুর সাথে রাসায়নিক বন্ধন এবং মিথস্ক্রিয়ায় অংশ নেয়। একটি সাধারণ অক্সিজেন ভ্যালেন্সি হল II (–)।

ভ্যালেন্সি এবং জারণ অবস্থা

অনেক ক্ষেত্রে "অক্সিডেশন স্টেট" ধারণাটি ব্যবহার করা আরও সুবিধাজনক। এটি একটি পরমাণুর চার্জকে দেওয়া নাম যা এটি অর্জন করবে যদি সমস্ত বন্ধন ইলেকট্রন এমন একটি উপাদানে স্থানান্তরিত হয় যার উচ্চতর তড়িৎ ঋণাত্মকতা (EO) রয়েছে। একটি সরল পদার্থে জারণ সংখ্যা হলশূন্য "–" চিহ্নটি আরো EO উপাদানের অক্সিডেশন অবস্থায় যোগ করা হয়, "+" চিহ্নটি কম ইলেক্ট্রোনেগেটিভ একটিতে যোগ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, প্রধান উপগোষ্ঠীর ধাতুগুলির জন্য, অক্সিডেশন অবস্থা এবং আয়ন চার্জগুলি সাধারণ, একটি "+" চিহ্ন সহ গ্রুপ সংখ্যার সমান। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, একই যৌগের পরমাণুর ভ্যালেন্সি এবং অক্সিডেশন অবস্থা সংখ্যাগতভাবে একই। শুধুমাত্র যখন আরও ইলেক্ট্রোনেগেটিভ পরমাণুর সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট হয়, অক্সিডেশন অবস্থা ইতিবাচক হয়, যে উপাদানগুলিতে EO কম থাকে, এটি নেতিবাচক। "ভ্যালেন্সি" ধারণাটি প্রায়শই শুধুমাত্র একটি আণবিক কাঠামোর পদার্থের ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়।