অধ্যায় 10 s-ব্লক মৌলসমূহ (বিলুপ্ত)
“ক্ষাৰক আৰু ক্ষাৰকীয় মাটি ধাতুৰ প্ৰথম মৌলটো গোটৰ আন সদস্যসকলৰ পৰা বহু দিশত পৃথক”
পৰ্যাবৃত্ত তালিকাৰ s-ব্লক মৌলসমূহ হৈছে সেইবোৰ য’ত শেষ ইলেক্ট্ৰনটোৱে বাহিৰৰ s-অৰ্বিটেলত প্ৰৱেশ কৰে। s-অৰ্বিটেলত কেৱল দুটা ইলেক্ট্ৰন থাকিব পাৰে বাবে, দুটা গোট (১ আৰু ২) পৰ্যাবৃত্ত তালিকাৰ s-ব্লকৰ অন্তৰ্গত। পৰ্যাবৃত্ত তালিকাৰ গোট ১ত থকা মৌলসমূহ হৈছে: লিথিয়াম, ছডিয়াম, পটেছিয়াম, ৰুবিডিয়াম, চিজিয়াম আৰু ফ্ৰেনছিয়াম। এইবোৰ সমূহীয়াকৈ ক্ষাৰক ধাতু হিচাপে জনা যায়। ইয়াক এনেকৈ কোৱা হয় কাৰণ পানীৰ সৈতে বিক্ৰিয়া কৰি ইহঁতে হাইড্ৰ’ক্সাইড গঠন কৰে যিবোৰ প্ৰকৃতিত প্ৰবলভাৱে ক্ষাৰকীয়। গোট ২ৰ মৌলসমূহত বেৰিলিয়াম, মেগনেছিয়াম, কেলছিয়াম, ষ্ট্ৰনছিয়াম, বেৰিয়াম আৰু ৰেডিয়াম অন্তৰ্ভুক্ত। বেৰিলিয়ামৰ বাহিৰে এই মৌলসমূহ সাধাৰণতে ক্ষাৰকীয় মাটি ধাতু হিচাপে জনা যায়। ইয়াক এনেকৈ কোৱা হয় কাৰণ ইহঁতৰ অক্সাইড আৰু হাইড্ৰ’ক্সাইডবোৰ প্ৰকৃতিত ক্ষাৰকীয় আৰু এই ধাতুৰ অক্সাইডবোৰ পৃথিৱীৰ ভূত্বকত পোৱা যায়[^0]।
ক্ষাৰক ধাতুসমূহৰ ভিতৰত ছডিয়াম আৰু পটেছিয়াম প্ৰচুৰ পৰিমাণে থাকে আৰু লিথিয়াম, ৰুবিডিয়াম আৰু চিজিয়ামৰ পৰিমাণ বহুত কম (তালিকা ১০.১)। ফ্ৰেনছিয়াম অতি ৰেডিঅ’একটিভ; ইয়াৰ দীৰ্ঘস্থায়ী আইছ’ট’প ${ }^{223} \mathrm{Fr}$ৰ অৰ্ধ-জীৱন মাত্ৰ ২১ মিনিট। ক্ষাৰকীয় মাটি ধাতুসমূহৰ ভিতৰত কেলছিয়াম আৰু মেগনেছিয়ামে পৃথিৱীৰ ভূত্বকত ক্ৰমে পঞ্চম আৰু ষষ্ঠ স্থানত আছে। ষ্ট্ৰনছিয়াম আৰু বেৰিয়ামৰ পৰিমাণ বহুত কম। বেৰিলিয়াম দুৰ্লভ আৰু ৰেডিয়াম আটাইতকৈ দুৰ্লভ যিয়ে আগ্নেয় শিলৰ মাত্ৰ $10^{-10}$ শতাংশ গঠন কৰে $^{\dagger}$ (তালিকা ১০.২, পৃষ্ঠা ২৯৯)।
s-ব্লক মৌলসমূহৰ সাধাৰণ ইলেক্ট্ৰনীয় বিন্যাস হৈছে [নোবেল গেছ] $n s^{1}$ ক্ষাৰক ধাতুৰ বাবে আৰু [নোবেল গেছ] $n s^{2}$ ক্ষাৰকীয় মাটি ধাতুৰ বাবে।[^1] মেগমাৰ পৰা (গলিত শিল) যি ঠাণ্ডা হৈ শক্ত হৈছে।
লিথিয়াম আৰু বেৰিলিয়াম, ক্ৰমে গোট ১ আৰু গোট ২ৰ প্ৰথম মৌলসমূহে কিছুমান ধৰ্ম প্ৰদৰ্শন কৰে যিবোৰ সংশ্লিষ্ট গোটৰ আন সদস্যসকলৰ পৰা পৃথক। এই অস্বাভাৱিক ধৰ্মসমূহত ইহঁতে পৰৱৰ্তী গোটৰ দ্বিতীয় মৌলটোৰ সৈতে সাদৃশ্য দেখুৱায়। এইদৰে, লিথিয়ামে মেগনেছিয়ামৰ সৈতে আৰু বেৰিলিয়ামে এলুমিনিয়ামৰ সৈতে ইহঁতৰ বহু ধৰ্মত সাদৃশ্য দেখুৱায়। এই ধৰণৰ কৰ্ণীয় সাদৃশ্যক সাধাৰণতে পৰ্যাবৃত্ত তালিকাত কৰ্ণীয় সম্পৰ্ক বুলি কোৱা হয়। কৰ্ণীয় সম্পৰ্কটো মৌলসমূহৰ আয়নিক আকাৰ আৰু/বা আহিত/ব্যাসাৰ্ধৰ অনুপাতৰ সাদৃশ্যৰ বাবে হয়। একযোজী ছডিয়াম আৰু পটেছিয়াম আয়ন আৰু দ্বিযোজী মেগনেছিয়াম আৰু কেলছিয়াম আয়ন জৈৱিক তৰলত ডাঙৰ পৰিমাণে পোৱা যায়। এই আয়নসমূহে আয়নৰ ভাৰসাম্য আৰু স্নায়ুৰ উদ্দীপনা পৰিবহণৰ দৰে গুৰুত্বপূৰ্ণ জৈৱিক কাৰ্য সম্পাদন কৰে।
১০.১ গোট ১ৰ মৌলসমূহ: ক্ষাৰক ধাতু
ক্ষাৰক ধাতুসমূহে পাৰমাণৱিক সংখ্যা বৃদ্ধিৰ সৈতে ইহঁতৰ ভৌতিক আৰু ৰাসায়নিক ধৰ্মসমূহত নিয়মীয়া প্ৰৱণতা দেখুৱায়। ক্ষাৰক ধাতুসমূহৰ পাৰমাণৱিক, ভৌতিক আৰু ৰাসায়নিক ধৰ্মসমূহ তলত আলোচনা কৰা হৈছে।
১০.১.১ ইলেক্ট্ৰনীয় বিন্যাস
আটাইবোৰ ক্ষাৰক ধাতুৰ এটা যোজ্যতা ইলেক্ট্ৰন থাকে, $n s^{1}$ (তালিকা ১০.১) নোবেল গেছ ক’ৰৰ বাহিৰত। এই মৌলসমূহৰ বাহিৰৰ যোজ্যতা কৱচত ঢিলাকৈ ধৰা s-ইলেক্ট্ৰনটোৱে ইহঁতক আটাইতকৈ বেছি ইলেক্ট্ৰ’পজিটিভ ধাতু কৰি তোলে। ইহঁতে সহজে ইলেক্ট্ৰন হেৰুৱাই একযোজী $\mathrm{M}^{+}$ আয়ন দিয়ে। সেয়েহে প্ৰকৃতিত ইহঁত কেতিয়াও মুক্ত অৱস্থাত নাথাকে।
| মৌল | চিহ্ন | ইলেক্ট্ৰনীয় বিন্যাস |
|---|---|---|
| লিথিয়াম | $\mathrm{Li}$ | $1 s^{2} 2 s^{1}$ |
| ছডিয়াম | $\mathrm{Na}$ | $1 \mathrm{~s}^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{1}$ |
| পটেছিয়াম | $\mathrm{K}$ | $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 4 s^{1}$ |
| ৰুবিডিয়াম | $\mathrm{Rb}$ | $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 3 d^{10} 4 s^{2} 4 p^{6} 5 s^{1}$ |
| চিজিয়াম | $\mathrm{Cs}$ | $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 3 d^{10} 4 s^{2}$ $4 p^{6} 4 d^{10} 5 s^{2} 5 p^{6} 6 s^{1}$ বা $[\mathrm{Xe}] 6 s^{1}$ |
| ফ্ৰেনছিয়াম | $\mathrm{Fr}$ | $[\mathrm{Rn}] 7 s^{1}$ |
১০.১.২ পাৰমাণৱিক আৰু আয়নিক ব্যাসাৰ্ধ
ক্ষাৰক ধাতুৰ পৰমাণুবোৰে পৰ্যাবৃত্ত তালিকাৰ এটা নিৰ্দিষ্ট পৰ্যায়ত আটাইতকৈ ডাঙৰ আকাৰৰ হয়। পাৰমাণৱিক সংখ্যা বৃদ্ধিৰ সৈতে, পৰমাণুটো ডাঙৰ হয়। একযোজী আয়নবোৰ $\left(\mathrm{M}^{+}\right)$ পিতৃ পৰমাণুতকৈ সৰু। ক্ষাৰক ধাতুসমূহৰ পাৰমাণৱিক আৰু আয়নিক ব্যাসাৰ্ধ গোটটোত তললৈ যোৱাৰ সৈতে বৃদ্ধি পায় অৰ্থাৎ $\mathrm{Li}$ ৰ পৰা Cs লৈ যোৱাৰ সৈতে ইহঁতৰ আকাৰ বৃদ্ধি পায়।
১০.১.৩ আয়নীকৰণ এন্থালপি
ক্ষাৰক ধাতুসমূহৰ আয়নীকৰণ এন্থালপি যথেষ্ট কম আৰু গোটটোত $\mathrm{Li}$ ৰ পৰা Cs লৈ কমি যায়। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে বৃদ্ধি পোৱা আকাৰৰ প্ৰভাৱে বৃদ্ধি পোৱা নিউক্লীয় আহিতক অতিক্ৰম কৰে, আৰু বাহিৰৰ ইলেক্ট্ৰনটো নিউক্লীয় আহিতৰ পৰা অতি ভালদৰে পৰ্দাৰে আবৃত হয়।
১০.১.৪ জলযোজন এন্থালপি
ক্ষাৰক ধাতু আয়নসমূহৰ জলযোজন এন্থালপি আয়নিক আকাৰ বৃদ্ধিৰ সৈতে কমে।
$\mathrm{Li}^{+}>\mathrm{Na}^{+}>\mathrm{K}^{+}>\mathrm{Rb}^{+}>\mathrm{Cs}^{+}$
$\mathrm{Li}^{+}$ৰ জলযোজনৰ মাত্ৰা সৰ্বাধিক আৰু এই কাৰণতে লিথিয়ামৰ লৱণবোৰ প্ৰধানতঃ জলযোজিত, যেনে, $\mathrm{LiCl} \cdot 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$
১০.১.৫ ভৌতিক ধৰ্ম
আটাইবোৰ ক্ষাৰক ধাতু ৰূপালী বগা, কোমল আৰু পাতল ধাতু। ডাঙৰ আকাৰৰ বাবে, এই মৌলসমূহৰ ঘনত্ব কম যি Li ৰ পৰা Cs লৈ গোটটোত তললৈ বৃদ্ধি পায়। অৱশ্যে, পটেছিয়াম ছডিয়ামতকৈ পাতল। ক্ষাৰক ধাতুসমূহৰ গলনাংক আৰু উতলাংক কম যিয়ে ইহঁতত কেৱল এটা যোজ্যতা ইলেক্ট্ৰন থকাৰ বাবে দুৰ্বল ধাতৱ বন্ধন সূচায়। ক্ষাৰক ধাতুসমূহ আৰু ইহঁতৰ লৱণবোৰে জাৰক জুইশিখাত বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ ৰং দিয়ে। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে জুইশিখাৰ পৰা তাপে বাহিৰৰ অৰ্বিটেলৰ ইলেক্ট্ৰনটোক উচ্চ শক্তি স্তৰলৈ উত্তেজিত কৰে। যেতিয়া উত্তেজিত ইলেক্ট্ৰনটো ভূমি অৱস্থালৈ ঘূৰি আহে, তেতিয়া দৃশ্যমান অঞ্চলত বিকিৰণৰ নিঃসৰণ হয় যি তলত দিয়া ধৰণৰ:
| ধাতু | Li | $\mathbf{N a}$ | $\mathbf{K}$ | $\mathbf{R b}$ | $\mathbf{C s}$ |
|---|---|---|---|---|---|
| ৰং | ৰক্তিম ৰঙা | হালধীয়া | বেঙুনীয়া | ৰঙা বেঙুনীয়া | নীলা |
| $\lambda / \mathrm{nm}$ | ৬৭০.৮ | ৫৮৯.২ | ৭৬৬.৫ | ৭৮০.০ | ৪৫৫.৫ |
ক্ষাৰক ধাতুসমূহক সেয়েহে, সংশ্লিষ্ট জুই পৰীক্ষাৰ দ্বাৰা সনাক্ত কৰিব পাৰি আৰু জুই ফটোমেট্ৰি বা পাৰমাণৱিক শোষণ বৰ্ণালীবিজ্ঞানৰ দ্বাৰা নিৰ্ধাৰণ কৰিব পাৰি। এই মৌলসমূহ পোহৰৰ দ্বাৰা বিকিৰিত কৰিলে, শোষিত পোহৰ শক্তিয়ে এটা পৰমাণুক ইলেক্ট্ৰন হেৰুৱাবলৈ যথেষ্ট হ’ব পাৰে।
তালিকা ১০.১ ক্ষাৰক ধাতুসমূহৰ পাৰমাণৱিক আৰু ভৌতিক ধৰ্ম
| ধৰ্ম | লিথিয়াম Li | ছডিয়াম $\mathbf{N a}$ | পটেছিয়াম $\mathbf{K}$ | ৰুবিডিয়াম Rb | চিজিয়াম Cs | ফ্ৰেনছিয়াম Fr |
|---|---|---|---|---|---|---|
| পাৰমাণৱিক সংখ্যা | ৩ | ১১ | ১৯ | ৩৭ | ৫৫ | ৮৭ |
| পাৰমাণৱিক ভৰ $\left(\mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}\right)$ | ৬.৯৪ | ২২.৯৯ | ৩৯.১০ | ৮৫.৪৭ | ১৩২.৯১ | $(223)$ |
| ইলেক্ট্ৰনীয় বিন্যাস | $[\mathrm{He}] 2 s^{1}$ | $[\mathrm{Ne}] 3 \mathrm{~s}^{1}$ | $[\mathrm{Ar}] 4 \mathrm{~s}^{1}$ | $[\mathrm{Kr}] 5 \mathrm{~s}^{1}$ | $[\mathrm{Xe}] 6 s^{1}$ | $[\mathrm{Rn}] 7 \mathrm{~s}^{1}$ |
| আয়নীকৰণ এন্থালপি $/ \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1}$ | ৫২০ | ৪৯৬ | ৪১৯ | ৪০৩ | ৩৭৬ | $\sim 375$ |
| জলযোজন এন্থালপি $/ \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1}$ | -৫০৬ | -৪০৬ | -৩৩০ | -৩১০ | -২৭৬ | - |
| ধাতৱ ব্যাসাৰ্ধ / pm | ১৫২ | ১৮৬ | ২২৭ | ২৪৮ | ২৬৫ | - |
| আয়নিক ব্যাসাৰ্ধ $\mathrm{M}^{+} / \mathrm{pm}$ | ৭৬ | ১০২ | ১৩৮ | ১৫২ | ১৬৭ | $(180)$ |
| গলনাংক / K | ৪৫৪ | ৩৭১ | ৩৩৬ | ৩১২ | ৩০২ | - |
| উতলাংক / K | ১৬১৫ | ১১৫৬ | ১০৩২ | ৯৬১ | ৯৪৪ | - |
| ঘনত্ব $/ \mathrm{g} \mathrm{cm}^{-3}$ | ০.৫৩ | ০.৯৭ | ০.৮৬ | ১.৫৩ | ১.৯০ | - |
| মানক বিভৱ $\mathrm{E}^{\ominus} / \mathrm{V}$ for $\left(\mathrm{M}^{+} / \mathrm{M}\right)$ | -৩.০৪ | -২.৭১৪ | -২.৯২৫ | -২.৯৩০ | -২.৯২৭ | - |
| ভূত্বকত উপস্থিতি $^{\dagger}$ | $18^{*}$ | $2.27^{* *}$ | $1.84^{* *}$ | $78-12^{*}$ | $2-6^{*}$ | $\sim 10^{-18 *}$ |
*ppm (পাৰ্ট পাৰ মিলিয়ন), ** ওজনৰ শতাংশ; $\dagger$ ভূত্বক: পৃথিৱীৰ বাহিৰৰ স্তৰ: ইয়াৰ ভূত্বক আৰু ওপৰৰ মেণ্টলৰ অংশ
এই ধৰ্মটোৱে চিজিয়াম আৰু পটেছিয়ামক ফট’ইলেক্ট্ৰিক কোষত ইলেক্ট্ৰ’ড হিচাপে উপযোগী কৰি তোলে।
১০.১.৬ ৰাসায়নিক ধৰ্ম
ক্ষাৰক ধাতুসমূহ ইহঁতৰ ডাঙৰ আকাৰ আৰু কম আয়নীকৰণ এন্থালপিৰ বাবে অতি সক্ৰিয়। এই ধাতুসমূহৰ সক্ৰিয়তা গোটটোত তললৈ বৃদ্ধি পায়।
(i) বায়ুৰ প্ৰতি সক্ৰিয়তা: ক্ষাৰক ধাতুসমূহে শুকান বায়ুত ইহঁতৰ অক্সাইড গঠনৰ বাবে মলিন হয় যিয়ে ঘনীভৱনৰ সৈতে বিক্ৰিয়া কৰি হাইড্ৰ’ক্সাইড গঠন কৰে। ইহঁতে অক্সিজেনত জোৰেৰে জ্বলি অক্সাইড গঠন কৰে। লিথিয়ামে মন’অক্সাইড, ছডিয়ামে পেৰ’অক্সাইড, আন ধাতুসমূহে ছুপাৰঅক্সাইড গঠন কৰে। ছুপাৰঅক্সাইড $\mathrm{O_2}^{-}$ আয়নটো কেৱল ডাঙৰ কেটায়ন যেনে $\mathrm{K}, \mathrm{Rb}$, $\mathrm{Cs}$ৰ উপস্থিতিত স্থিৰ।
$$ 4 \mathrm{Li}+\mathrm{O_2} \rightarrow 2 \mathrm{Li_2} \mathrm{O} \text { (oxide) } $$
$$ \begin{aligned} & 2 \mathrm{Na}+\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{Na_2} \mathrm{O_2} \text { (peroxide) } \\ & \mathrm{M}+\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{MO_2} \text { (superoxide) } \\ & (\mathrm{M}=\mathrm{K}, \mathrm{Rb}, \mathrm{Cs}) \end{aligned} $$
এই সকলোবোৰ অক্সাইডত ক্ষাৰক ধাতুৰ জাৰণ অৱস্থা +১। লিথিয়ামে বায়ুৰ নাইট্ৰ’জেনৰ সৈতে পোনপটীয়াকৈ বিক্ৰিয়া কৰি নাইট্ৰাইড, $\mathrm{Li_3} \mathrm{~N}$ গঠন কৰাতো ব্যতিক্ৰমী আচৰণ দেখুৱায়। বায়ু আৰু পানীৰ প্ৰতি ইহঁতৰ উচ্চ সক্ৰিয়তাৰ বাবে, ক্ষাৰক ধাতুসমূহ সাধাৰণতে কেৰাচিন তেলত ৰখা হয়।
সমস্যা ১০.১
$\mathrm{K}$ ৰ $\mathrm{KO_2}$ ত জাৰণ অৱস্থা কি?
সমাধান
ছুপাৰঅক্সাইড প্ৰজাতিটো $\mathrm{O_2}^{-}$ হিচাপে প্ৰতিনিধিত্ব কৰা হয়; যিহেতু যৌগটো নিৰপেক্ষ, সেয়েহে পটেছিয়ামৰ জাৰণ অৱস্থা +১। (ii) পানীৰ প্ৰতি সক্ৰিয়তা: ক্ষাৰক ধাতুসমূহে পানীৰ সৈতে বিক্ৰিয়া কৰি হাইড্ৰ’ক্সাইড আৰু ডাইহাইড্ৰ’জেন গঠন কৰে।
$$ \begin{array}{r} 2 \mathrm{M}+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow 2 \mathrm{M}^{+}+2 \mathrm{OH}^{-}+\mathrm{H_2} \\ (\mathrm{M}=\text { an alkali metal }) \end{array} $$
ইয়াত লক্ষ্য কৰিবলগীয়া যে যদিও লিথিয়ামৰ আটাইতকৈ নেতিবাচক $\mathrm{E}^{\ominus}$ মান আছে (তালিকা ১০.১), পানীৰ সৈতে ইয়াৰ বিক্ৰিয়া ছডিয়ামতকৈ কম জোৰদাৰ যি ক্ষাৰক ধাতুসমূহৰ ভিতৰত আটাইতকৈ কম নেতিবাচক $\mathrm{E}^{\ominus}$ মান আছে। লিথিয়ামৰ এই আচৰণ ইয়াৰ সৰু আকাৰ আৰু অতি উচ্চ জলযোজন শক্তিৰ বাবে দায়ী। গোটটোৰ আন ধাতুসমূহে পানীৰ সৈতে বিস্ফোৰকভাৱে বিক্ৰিয়া কৰে।
ইহঁতে প্ৰ’টন দাতা যেনে এলকহল, গেছীয় এম’নিয়া আৰু এলকাইনৰ সৈতেও বিক্ৰিয়া কৰে।
(iii) ডাইহাইড্ৰ’জেনৰ প্ৰতি সক্ৰিয়তা: ক্ষাৰক ধাতুসমূহে ডাইহাইড্ৰ’জেনৰ সৈতে প্ৰায় ৬৭৩K (লিথিয়াম ১০৭৩K ত) ত বিক্ৰিয়া কৰি হাইড্ৰাইড গঠন কৰে। আটাইবোৰ ক্ষাৰক ধাতু হাইড্ৰাইড উচ্চ গলনাংকৰ আয়নিক কঠিন।
$2 \mathrm{M}+\mathrm{H_2} \rightarrow 2 \mathrm{M}^{+} \mathrm{H}^{-}$
(iv) হেল’জেনৰ প্ৰতি সক্ৰিয়তা: ক্ষাৰক ধাতুসমূহে সহজে হেল’জেনৰ সৈতে জোৰেৰে বিক্ৰিয়া কৰি আয়নিক হেলাইড, $\mathrm{M}^{+} \mathrm{X}^{-}$ গঠন কৰে। অৱশ্যে, লিথিয়াম হেলাইডবোৰ কিছু পৰিমাণে সমযোজী। ই লিথিয়াম আয়নৰ উচ্চ প’লাৰাইজেচন ক্ষমতাৰ বাবে (কেটায়নৰ দ্বাৰা এনায়নৰ ইলেক্ট্ৰন মেঘৰ বিকৃতিক প’লাৰাইজেচন বোলে)। $\mathrm{Li}^{+}$ আয়নটো আকাৰত অতি সৰু আৰু ঋণাত্মক হেলাইড আয়নৰ চাৰিওফালে ইলেক্ট্ৰন মেঘ বিকৃত কৰাৰ উচ্চ প্ৰৱণতা আছে। যিহেতু ডাঙৰ আকাৰৰ এনায়ন সহজে বিকৃত কৰিব পাৰি, হেলাইডসমূহৰ ভিতৰত, লিথিয়াম আয়’ডেই প্ৰকৃতিত আটাইতকৈ বেছি সমযোজী।
(v) বিজাৰক প্ৰকৃতি: ক্ষাৰক ধাতুসমূহ শক্তিশালী বিজাৰক, লিথিয়াম আটাইতকৈ শক্তিশালী আৰু ছডিয়াম আটাইতকৈ দুৰ্বল (তালিকা ১০.১)। মানক ইলেক্ট্ৰ’ড বিভৱ $\left(\mathrm{E}^{\ominus}\right)$ যিয়ে বিজাৰক শক্তি জোখে সামগ্ৰিক পৰিবৰ্তনক প্ৰতিনিধিত্ব কৰে:
$\mathrm{M}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{M}(\mathrm{g}) \quad$ উত্ৰালন এন্থালপি
$\mathrm{M}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{M}^{+}(\mathrm{g})+\mathrm{e}^{-} \quad$ আয়নীকৰণ এন্থালপি
$\mathrm{M}^{+}(\mathrm{g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{M}^{+}$(aq) জলযোজন এন্থালপি
ইয়াৰ আয়নৰ সৰু আকাৰৰ সৈতে, লিথিয়ামৰ সৰ্বোচ্চ জলযোজন এন্থালপি আছে যিয়ে ইয়াৰ উচ্চ নেতিবাচক $\mathrm{E}^{\ominus}$ মান আৰু ইয়াৰ উচ্চ বিজাৰক শক্তিৰ কাৰণ দৰ্শায়।
সমস্যা ১০.২
$\mathrm{E}^{\ominus}$ for $\mathrm{Cl_2} / \mathrm{Cl}^{-}$is +1.36 , for $\mathrm{I_2} / \mathrm{I}^{-}$is +0.53 , for $\mathrm{Ag}^{+} / \mathrm{Ag}$ is $+0.79, \mathrm{Na}^{+} / \mathrm{Na}$ is -2.71 and for $\mathrm{Li}^{+} / \mathrm{Li}$ is -3.04 . তলৰ আয়নিক প্ৰজাতিবোৰ বিজাৰক শক্তিৰ ক্ৰমত ঊৰ্ধ্বক্ৰমত সজোৱা:
$\mathrm{I}^{-}, \mathrm{Ag}, \mathrm{Cl}^{-}, \mathrm{Li}, \mathrm{Na}$
সমাধান
ক্ৰমটো হৈছে $\mathrm{Li}>\mathrm{Na}>\mathrm{I}^{-}>\mathrm{Ag}>\mathrm{Cl}^{-}$
(vi) তৰল এম’নিয়াত দ্ৰৱ: ক্ষাৰক ধাতুসমূহ তৰল এম’নিয়াত দ্ৰৱীভূত হৈ গাঢ় নীলা দ্ৰৱ দিয়ে যিবোৰ প্ৰকৃতিত পৰিবাহী।
$\mathrm{M}+(\mathrm{x}+\mathrm{y}) \mathrm{NH_3} \rightarrow \left[\mathrm{M} \left(\mathrm{NH_3} \right)_x \right]^{+}+ \left[\mathrm{e} \left(\mathrm{NH_3} \right)_y \right]^{-}$ দ্ৰৱটোৰ নীলা ৰং এম’নিয়াযোজিত ইলেক্ট্ৰনৰ বাবে হয় যিয়ে দৃশ্যমান পোহৰ অঞ্চলত শক্তি শোষণ কৰে আৰু এইদৰে দ্ৰৱটোক নীলা ৰং দিয়ে। দ্ৰৱবোৰ পেৰামেগনেটিক আৰু থিয় হৈ থাকিলে লাহে লাহে হাইড্ৰ’জেন মুক্ত কৰি এমাইড গঠন কৰে।
$\mathrm{M}^{+}{ _(\mathrm{am})}+\mathrm{e}^{-}+\mathrm{NH_3}(\mathrm{l}) \rightarrow \mathrm{MNH_2(\mathrm{am})}+1 / 2 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$
(য’ত ‘am’ এ এম’নিয়াত দ্ৰৱক সূচায়।) গাঢ় দ্ৰৱত, নীলা ৰং ব্ৰঞ্জ ৰঙলৈ সলনি হয় আৰু ডায়ামেগনেটিক হয়।
১০.১.৭ ব্যৱহাৰ
লিথিয়াম ধাতু উপযোগী মিশ্ৰ ধাতু তৈয়াৰ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়, উদাহৰণস্বৰূপে লিডৰ সৈতে মটৰ ইঞ্জিনৰ ‘বগা ধাতু’ বিয়েৰিং তৈয়াৰ কৰিবলৈ, এলুমিনিয়ামৰ সৈতে বিমানৰ অংশ তৈয়াৰ কৰিবলৈ, আৰু মেগনেছিয়ামৰ সৈতে বৰ্ম প্লেট তৈয়াৰ কৰিবলৈ। ইয়াক থাৰ্ম’নিউক্লিয়াৰ বিক্ৰিয়াত ব্যৱহাৰ কৰা হয়। লিথিয়াম ইলেক্ট্ৰ’কেমিকেল কোষ তৈয়াৰ কৰিবলৈও ব্যৱহাৰ কৰা হয়। ছডিয়াম $\mathrm{Na} / \mathrm{Pb}$ মিশ্ৰ ধাতু তৈয়াৰ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয় যি $\mathrm{PbEt_4}$ আৰু $\mathrm{PbMe_4}$ তৈয়াৰ কৰিবলৈ প্ৰয়োজন। এই অৰ্গেন’লিড যৌগবোৰ আগতে পেট্ৰ’লত এণ্টি-নক এডিটিভ হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল, কিন্তু আজিকালি বাহনবোৰে লিড-মুক্ত পেট্ৰ’ল ব্যৱহাৰ কৰে। তৰল ছডিয়াম ধাতু দ্ৰুত ব্ৰিডাৰ নিউক্লিয়াৰ ৰিয়েক্টৰত শীতলকাৰী হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। পটেছিয়ামৰ জৈৱিক ব্যৱস্থাত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা আছে। পটেছিয়াম ক্ল’ৰাইড সাৰ হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। পটেছিয়াম হাইড্ৰ’ক্সাইড কোমল চাবোনৰ উৎপাদনত ব্যৱহাৰ কৰা হয়। ইয়াক কাৰ্বন ডাইঅক্সাইডৰ এক উৎকৃষ্ট শোষক হিচাপেও ব্যৱহাৰ কৰা হয়। চিজিয়াম ফট’ইলেক্ট্ৰিক কোষ সজাবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
১০.২ ক্ষাৰক ধাতুৰ যৌগসমূহৰ সাধাৰণ বৈশিষ্ট্য
ক্ষাৰক ধাতুৰ সকলো সাধাৰণ যৌগ সাধাৰণতে আয়নিক প্ৰকৃতিৰ। ইহঁতৰ কিছুমান যৌগৰ সাধাৰণ বৈশিষ্ট্য ইয়াত আলোচনা কৰা হৈছে।
১০.২.১ অক্সাইড আৰু হাইড্ৰ’ক্সাইড
বায়ুৰ আধিক্যত দহন কৰিলে, লিথিয়ামে প্ৰধানতঃ অক্সাইড, $\mathrm{Li_2} \mathrm{O}$ (অলপ পেৰ’অক্সাইড $\mathrm{Li_2} \mathrm{O_2}$ ৰ সৈতে) গঠন কৰে, ছডিয়ামে পেৰ’অক্সাইড, $\mathrm{Na_2} \mathrm{O_2}$ (আৰু কিছু ছুপাৰঅক্সাইড $\mathrm{NaO_2}$) গঠন কৰে আনহাতে পটেছিয়াম, ৰুবিডিয়াম আৰু চিজিয়ামে ছুপাৰঅক্সাইড, $\mathrm{MO_2}$ গঠন কৰে। উপযুক্ত অৱস্থাত বিশুদ্ধ যৌগ $\mathrm{M_2} \mathrm{O}, \mathrm{M_2} \mathrm{O_2}$ আৰু $\mathrm{MO_2}$ প্ৰস্তুত কৰিব পাৰি। ধাতু আয়নৰ আকাৰ বৃদ্ধিৰ সৈতে পেৰ’অক্সাইড বা ছুপাৰঅক্সাইডৰ বৃদ্ধি পোৱা স্থিৰতা হৈছে জালি শক্তিৰ প্ৰভাৱৰ দ্বাৰা ডাঙৰ কেটায়নে ডাঙৰ এনায়নক স্থিৰ কৰাৰ বাবে। এই অক্সাইডবোৰ পানীৰ দ্বাৰা সহজে জলবিশ্লেষিত হয় তলত দিয়া বিক্ৰিয়াসমূহ অনুসৰি হাইড্ৰ’ক্সাইড গঠন কৰিবলৈ:
$$ \begin{aligned} & \mathrm{M_2} \mathrm{O}+\mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow 2 \mathrm{M}^{+}+2 \mathrm{OH}^{-} \\ & \mathrm{M_2} \mathrm{O_2}+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow 2 \mathrm{M}^{+}+2 \mathrm{OH}^{-}+\mathrm{H_2} \mathrm{O_2} \\ & 2 \mathrm{MO_2}+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow 2 \mathrm{M}^{+}+2 \mathrm{OH}^{-}+\mathrm{H_2} \mathrm{O_2}+\mathrm{O_2} \end{aligned} $$
অক্সাইড আৰু পেৰ’অক্সাইডবোৰ বিশুদ্ধ হ’লে বৰণহীন, কিন্তু ছুপাৰঅক্সাইডবোৰ হালধীয়া বা কমলা ৰঙৰ। ছুপাৰঅক্সাইডবোৰ পেৰামেগনেটিকও। ছডিয়াম পেৰ’অক্সাইডক অজৈৱ ৰসায়নত এটা জাৰক হিচাপে বহুলভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
সমস্যা ১০.৩
কিয় $\mathrm{KO_2}$ পেৰামেগনেটিক?
সমাধান
ছুপাৰঅক্সাইড $\mathrm{O_2}^{-}$ পেৰামেগনেটিক কাৰণ $\pi^{*} 2 p$ আণৱিক অৰ্বিটেলত এটা অযোড়া ইলেক্ট্ৰন আছে। অক্সাইডবোৰৰ পানীৰ সৈতে বিক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা পোৱা হাইড্ৰ’ক্সাইডবোৰ আটাইবোৰ বগা স্ফটিকাকাৰ কঠিন। ক্ষাৰক ধাতু হাইড্ৰ’ক্সাইডবোৰ আটাইতকৈ শক্তিশালী ক্ষাৰক আৰু তীব্ৰ জলযোজনৰ বাবে বহু তাপ বিকিৰণৰ সৈতে পানীত মুক্তভাৱে দ্ৰৱীভূত হয়।
১০.২.২ হেলাইড
ক্ষাৰক ধাতু হেলাইড, $\mathrm{MX},(\mathrm{X}=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}, \mathrm{Br}, \mathrm{I})$ আটাইবোৰ উচ্চ গলনাংকৰ, বৰণহীন স্ফটিকাকাৰ কঠিন। উপযুক্ত অক্সাইড, হাইড্ৰ’ক্সাইড বা কাৰ্বনেটৰ জলীয় হাইড্ৰ’হেলিক এছিড (HX) ৰ সৈতে বিক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা প্ৰস্তুত কৰিব পাৰি। এই হেলাইডবোৰৰ সকলোৰে গঠনৰ উচ্চ নেতিবাচক এন্থালপি আছে; ফ্ল’ৰাইডৰ বাবে $\Delta_{f} H^{\ominus}$ মানবোৰ গোটটোত তললৈ যোৱাৰ সৈতে কম নেতিবাচক হয়, আনহাতে ক্ল’ৰাইড, ব্ৰ’মাইড আৰু আয়’ডাইডৰ বাবে $\Delta_{f} H^{\ominus}$ৰ বাবে সত্য বিপৰীত হয়। এটা নিৰ্দিষ্ট ধাতুৰ বাবে $\Delta_{f} H^{\ominus}$ সদায় ফ্ল’ৰাইডৰ পৰা আয়’ডাইলৈ কম নেতিবাচক হয়।
গলনাংক আৰু উতলাংক সদায় প্ৰৱণতা অনুসৰণ কৰে: ফ্ল’ৰাইড $>$ ক্ল’ৰাইড $>$ ব্ৰ’মাইড $>$ আয়’ডাইড। এই হেলাইডবোৰ সকলো পানীত দ্ৰৱণীয়। পানীত $\mathrm{LiF}$ ৰ কম দ্ৰৱণীয়তা ইয়াৰ উচ্চ জালি এন্থালপিৰ বাবে আনহাতে CsI ৰ কম দ্ৰৱণীয়তা ইয়াৰ দুটা আয়নৰ সৰু জলযোজন এন্থালপিৰ বাবে। লিথিয়ামৰ আন হেলাইডবোৰ ইথানল, এচিটন আৰু ইথাইলএচিটেটত দ্ৰৱণীয়; $\mathrm{LiCl}$ পাইৰিডিনতো দ্ৰৱণীয়।
১০.২.৩ অক্স’এছিডৰ লৱণ
অক্স’এছিড হৈছে সেইবোৰ য’ত এছিডিক প্ৰ’টনটো হাইড্ৰ’ক্সিল গোটত থাকে য’ত অক্স’ গোটটো একেটা পৰমাণুলৈ সংলগ্ন, যেনে, কাৰ্বনিক এছিড, $\mathrm{H_2} \mathrm{CO_3} \left(\mathrm{OC}(\mathrm{OH})_2 \right.$; ছালফিউৰিক এছিড, $\mathrm{H_2} \mathrm{SO_4}$ $ \left(\mathrm{O_2} \mathrm{~S}(\mathrm{OH})_2 \right)$। ক্ষাৰক ধাতুসমূহে সকলো অক্স’এছিডৰ সৈতে লৱণ গঠন কৰে। ইহঁত সাধাৰণতে পানীত দ্ৰৱণীয় আৰু তাপীয়ভাৱে স্থিৰ। ইহঁতৰ কাৰ্বনেট $ \left(\mathrm{M_2} \mathrm{CO_3} \right)$ আৰু বহু ক্ষেত্ৰত হাইড্ৰ’জেনকাৰ্বনেট $ \left(\mathrm{MHCO_3} \right)$ও তাপৰ প্ৰতি অতি স্থিৰ। গোটটোত তললৈ যোৱাৰ সৈতে ইলেক্ট্ৰ’পজিটিভ চৰিত্ৰ বৃদ্ধি পোৱাৰ সৈতে, কাৰ্বনেট আৰু হাইড্ৰ’জেনকাৰ্বনেটৰ স্থিৰতা বৃদ্ধি পায়। লিথিয়াম কাৰ্বনেট তাপৰ প্ৰতি ইমান স্থিৰ নহয়; লিথিয়াম আকাৰত অতি সৰু হোৱাৰ বাবে এটা ডাঙৰ $\mathrm{CO_3}^{2-}$ আয়নক প’লাৰাইজ কৰে যি অধিক স্থিৰ $\mathrm{Li_2} \mathrm{O}$ আৰু $\mathrm{CO_2}$ গঠনলৈ নিয়ে। ইয়াৰ হাইড্ৰ’জেনকাৰ্বনেট কঠিন হিচাপে নাথাকে।
১০.৩ লিথিয়ামৰ অস্বাভাৱিক ধৰ্ম
লিথিয়ামৰ অস্বাভাৱিক আচৰণৰ কাৰণ হৈছে: (i) ইয়াৰ পৰমাণু আৰু আয়নৰ ব্যতিক্ৰমী সৰু আকাৰ, আৰু (ii) উচ্চ প’লাৰাইজিং শক্তি (অৰ্থাৎ আহিত/ব্যাসাৰ্ধ অনুপাত)। ফলস্বৰূপে, লিথিয়াম যৌগৰ বৃদ্ধি পোৱা সমযোজী চৰিত্ৰ আছে যি জৈৱিক দ্ৰাৱকত ইহঁতৰ দ্ৰৱণীয়তাৰ বাবে দায়ী। ইয়াৰ উপৰি, লিথিয়ামে মেগনেছিয়ামৰ সৈতে কৰ্ণীয় সম্পৰ্ক দেখুৱায় যাক পৰৱৰ্তী সময়ত আলোচনা কৰা হৈছে।
BETA
