অধ্যায় ১১ p-ব্লক মৌলসমূহ

“গধুৰ মৌলসমূহৰ ভিতৰৰ ক’ৰৰ $d$ আৰু $f$ ইলেক্ট্ৰনৰ প্ৰভাৱৰ বাবে p-ব্লক মৌলসমূহৰ ধৰ্মৰ পৰিৱৰ্তনে তেওঁলোকৰ ৰসায়নক আকৰ্ষণীয় কৰি তোলে”

$p$-ব্লক মৌলসমূহত শেষ ইলেক্ট্ৰনটোৱে বাহিৰৰ $p$ অৰবিটেলত প্ৰৱেশ কৰে। আমি জানো যে $p$ অৰবিটেলৰ সংখ্যা তিনিটা আৰু গতিকে, $p$ অৰবিটেলৰ এটা ছেটত থকা ইলেক্ট্ৰনৰ সৰ্বোচ্চ সংখ্যা হ’ল ছয়টা। ফলত পিৰিয়ডিক টেবুলত ১৩ ৰ পৰা ১৮ লৈ সংখ্যাযুক্ত $p$-ব্লক মৌলসমূহৰ ছয়টা গোট আছে। বৰণ, কাৰ্বন, নাইট্ৰজেন, অক্সিজেন, ফ্লুৰিন আৰু হিলিয়ামে গোটবোৰৰ মুৰব্বী। তেওঁলোকৰ ভেলেন্স শ্বেল ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচন হ’ল $\boldsymbol{n} \boldsymbol{s}^{2} \boldsymbol{n} \boldsymbol{p}^{\mathbf{1 - 6}}$ ( $\mathrm{He}$ বাদে)। অৱশ্যে, ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচনৰ ভিতৰৰ ক’ৰটো বেলেগ হ’ব পাৰে। মৌলসমূহৰ ভিতৰৰ ক’ৰৰ পাৰ্থক্যই তেওঁলোকৰ ভৌতিক ধৰ্ম (যেনে পাৰমাণৱিক আৰু আয়নিক ব্যাসাৰ্ধ, আয়নীকৰণ এন্থালপি, আদি)ৰ লগতে ৰাসায়নিক ধৰ্মকো বহু প্ৰভাৱিত কৰে। ফলত, $p$-ব্লকৰ এটা গোটৰ মৌলসমূহৰ ধৰ্মত বহু পৰিৱৰ্তন দেখা যায়। এটা $p$-ব্লক মৌলে দেখুওৱা সৰ্বোচ্চ অক্সিডেচন অৱস্থা ভেলেন্স ইলেক্ট্ৰনৰ মুঠ সংখ্যাৰ সমান (অৰ্থাৎ, $s^{-}$ আৰু $p$-ইলেক্ট্ৰনৰ যোগফল)। স্পষ্টভাৱে, সম্ভাব্য অক্সিডেচন অৱস্থাৰ সংখ্যা পিৰিয়ডিক টেবুলৰ সোঁফালে বৃদ্ধি পায়। এই তথাকথিত গোট অক্সিডেচন অৱস্থাৰ উপৰিও, $p$-ব্লক মৌলসমূহে আন অক্সিডেচন অৱস্থা দেখুৱাব পাৰে যিবোৰ সাধাৰণতে, কিন্তু অৱশ্যই নহয়, ভেলেন্স ইলেক্ট্ৰনৰ মুঠ সংখ্যাৰ পৰা দুটা এককৰে পৃথক। $p$-ব্লক মৌলসমূহে প্ৰদৰ্শন কৰা গুৰুত্বপূৰ্ণ অক্সিডেচন অৱস্থাসমূহ তালিকা ১১.১ ত দেখুওৱা হৈছে। বৰণ, কাৰ্বন আৰু নাইট্ৰজেন পৰিয়ালত গোট অক্সিডেচন অৱস্থাটো গোটৰ হালধীয়া মৌলসমূহৰ বাবে আটাইতকৈ স্থিৰ অৱস্থা। অৱশ্যে, গোট অক্সিডেচন অৱস্থাতকৈ দুটা একক কম অক্সিডেচন অৱস্থাটো প্ৰতিটো গোটৰ গধুৰ মৌলসমূহৰ বাবে ক্ৰমে অধিক স্থিৰ হৈ পৰে। গোট অক্সিডেচন অৱস্থাতকৈ দুটা একক কম অক্সিডেচন অৱস্থাৰ উপস্থিতি কেতিয়াবা ‘নিষ্ক্ৰিয় যোৰ প্ৰভাৱ’ৰ বাবে দায়ী কৰা হয়।

তালিকা ১১.১ p-ব্লক মৌলসমূহৰ সাধাৰণ ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচন আৰু অক্সিডেচন অৱস্থা

গোট	$\mathbf{1 3}$	$\mathbf{1 4}$	$\mathbf{1 5}$	$\mathbf{1 6}$	$\mathbf{1 7}$	$\mathbf{1 8}$
সাধাৰণ ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচন	$n s^{2} n p^{1}$	$n s^{2} n p^{2}$	$n s^{2} n p^{3}$	$n s^{2} n p^{4}$	$n s^{2} n p^{5}$	$n s^{2} n p^{6}$ $\left(1 s^{2}\right.$ for $\left.\mathrm{He}\right)$
গোটৰ প্ৰথম সদস্য	$\mathrm{B}$	$\mathrm{C}$	$\mathrm{N}$	$\mathrm{O}$	$\mathrm{F}$	$\mathrm{He}$
গোট অক্সিডেচন অৱস্থা	+3	+4	+5	+6	+7	+8
অন্যান্য অক্সিডেচন অৱস্থা	+1	+2, -4	+3, -3	+4, +2, -2	+5, +3, +1, -1	+6, +4, +2

এই দুটা অক্সিডেচন অৱস্থাৰ আপেক্ষিক স্থিৰতা - গোট অক্সিডেচন অৱস্থা আৰু গোট অক্সিডেচন অৱস্থাতকৈ দুটা একক কম - গোটৰ পৰা গোটলৈ ভিন্ন হ’ব পাৰে আৰু উপযুক্ত ঠাইত আলোচনা কৰা হ’ব।

এইটো মন কৰিবলগীয়া যে অধাতু আৰু ধাতুকল্পসমূহ কেৱল পিৰিয়ডিক টেবুলৰ $p$-ব্লকতহে থাকে। মৌলসমূহৰ অধাতৱীয় চৰিত্ৰ গোটৰ তললৈ হ্ৰাস পায়। প্ৰকৃততে প্ৰতিটো $p$-ব্লক গোটৰ আটাইতকৈ গধুৰ মৌলটো প্ৰকৃতিত আটাইতকৈ ধাতৱীয়। অধাতৱীয়ৰ পৰা ধাতৱীয় চৰিত্ৰলৈ এই পৰিৱৰ্তনে তেওঁলোকৰ অন্তৰ্ভুক্ত গোটৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি এই মৌলসমূহৰ ৰসায়নত বৈচিত্ৰ্য আনে।

সাধাৰণতে, ধাতুতকৈ অধাতুৰ উচ্চ আয়নীকৰণ এন্থালপি আৰু উচ্চ ইলেক্ট্ৰ’নেগেটিভিটি থাকে। গতিকে, সহজে কেটায়ন গঠন কৰা ধাতুৰ বিপৰীতে, অধাতুৱে সহজে এনায়ন গঠন কৰে। অতি সক্ৰিয় অধাতুৱে অতি সক্ৰিয় ধাতুৰ সৈতে গঠন কৰা যৌগসমূহ সাধাৰণতে আয়নিক কাৰণ তেওঁলোকৰ ইলেক্ট্ৰ’নেগেটিভিটিত ডাঙৰ পাৰ্থক্য থাকে। আনহাতে, অধাতুৰ মাজত গঠন হোৱা যৌগসমূহ তেওঁলোকৰ ইলেক্ট্ৰ’নেগেটিভিটিত সৰু পাৰ্থক্যৰ বাবে মূলতঃ ক’ভেলেণ্ট চৰিত্ৰৰ। অধাতৱীয়ৰ পৰা ধাতৱীয় চৰিত্ৰলৈ পৰিৱৰ্তন তেওঁলোকে গঠন কৰা অক্সাইডৰ প্ৰকৃতিৰ দ্বাৰা সৰ্বোত্তমভাৱে চিত্ৰিত কৰিব পাৰি। অধাতৱীয় অক্সাইডবোৰ আম্লিক বা নিৰপেক্ষ আনহাতে ধাতৱীয় অক্সাইডবোৰ প্ৰকৃতিতে ক্ষাৰকীয়। p-ব্লকৰ প্ৰথম সদস্যই তেওঁলোকৰ সংশ্লিষ্ট গোটৰ বাকী সদস্যসকলৰ পৰা দুটা মূল দিশত পৃথক। প্ৰথমটো হ’ল আকাৰ আৰু আকাৰৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল আন সকলো ধৰ্ম। গতিকে, আটাইতকৈ হালধীয়া $p$-ব্লক মৌলসমূহে আটাইতকৈ হালধীয়া $s$-ব্লক মৌলসমূহ, লিথিয়াম আৰু বাৰিলিয়ামৰ দৰে একে ধৰণৰ পাৰ্থক্য দেখুৱায়। দ্বিতীয় গুৰুত্বপূৰ্ণ পাৰ্থক্যটো, যি কেৱল $p$-ব্লক মৌলসমূহৰ বাবে প্ৰযোজ্য, গধুৰ মৌলসমূহৰ ভেলেন্স শ্বেলত $d$ অৰবিটেলৰ প্ৰভাৱৰ পৰা আৰু দ্বিতীয় পিৰিয়ডৰ মৌলসমূহত ইয়াৰ অভাৱৰ পৰা উদ্ভৱ হয়। বৰণৰ পৰা আৰম্ভ হোৱা $p$-গোটসমূহৰ দ্বিতীয় পিৰিয়ডৰ মৌলসমূহ চাৰিটালৈকে ( $2 s$ আৰু তিনিটা $2 p$ অৰবিটেল ব্যৱহাৰ কৰি) ক’ভেলেন্সৰ সৰ্বোচ্চ সীমাবদ্ধ। ইয়াৰ বিপৰীতে, ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচন $3 s^{2} 3 p^{n}$ থকা $p$-গোটসমূহৰ তৃতীয় পিৰিয়ডৰ মৌলসমূহৰ $3 d$ আৰু $3 p$ শক্তিৰ স্তৰৰ মাজত খালী $4 s$ অৰবিটেল থাকে। এই $d$-অৰবিটেলসমূহ ব্যৱহাৰ কৰি তৃতীয় পিৰিয়ডৰ মৌলসমূহে চাৰিটাতকৈ ওপৰত তেওঁলোকৰ ক’ভেলেন্স সম্প্ৰসাৰণ কৰিব পাৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, বৰণে কেৱল $\left[\mathrm{BF_4} \right]^{-}$ গঠন কৰে, আনহাতে এলুমিনিয়ামে $\left[\mathrm{AlF_6}\right]^{3-}$ আয়ন দিয়ে। এই $d$-অৰবিটেলসমূহৰ উপস্থিতিয়ে আন বহুতো ধৰণেৰে গধুৰ মৌলসমূহৰ ৰসায়নক প্ৰভাৱিত কৰে। আকাৰ আৰু $d$ অৰবিটেলৰ উপলব্ধতাৰ সম্মিলিত প্ৰভাৱই এই মৌলসমূহৰ $\pi$ বন্ধন গঠন কৰাৰ ক্ষমতাক যথেষ্ট প্ৰভাৱিত কৰে। এটা গোটৰ প্ৰথম সদস্যই নিজৰ লগত (যেনে, $p \pi-p \pi$, $\mathrm{C}=\mathrm{C}, \mathrm{C} \equiv \mathrm{C}$ ) আৰু অন্যান্য দ্বিতীয় শাৰীৰ মৌলসমূহৰ সৈতে (যেনে, $\mathrm{N} \equiv \mathrm{N}$ ) $\mathrm{C}=\mathrm{O}, \mathrm{C}=\mathrm{N}, \mathrm{C} \equiv \mathrm{N}, \mathrm{N}=\mathrm{O}$ বহু বন্ধন গঠন কৰাৰ ক্ষমতাত গধুৰ সদস্যসকলৰ পৰা পৃথক। এই ধৰণৰ $\pi$ - বন্ধন গধুৰ $p$-ব্লক মৌলসমূহৰ বাবে বিশেষকৈ শক্তিশালী নহয়। গধুৰ মৌলসমূহে $\pi$ বন্ধন গঠন কৰে কিন্তু ইয়াত $d$ অৰবিটেল $(d \pi-p \pi$ বা $d \pi-d \pi$ ) জড়িত থাকে। $d$ অৰবিটেলবোৰ $p$ অৰবিটেলতকৈ উচ্চ শক্তিৰ হোৱাৰ বাবে, তেওঁলোকে দ্বিতীয় শাৰীৰ মৌলসমূহৰ $\mathrm{p} \pi-\mathrm{p} \pi$ বন্ধনতকৈ কম অণুৰ সামগ্ৰিক স্থিৰতালৈ অৰিহণা যোগায়। অৱশ্যে, গধুৰ মৌলসমূহৰ প্ৰজাতিসমূহত সমন্বয় সংখ্যা একে অক্সিডেচন অৱস্থাত থকা প্ৰথম মৌলটোতকৈ উচ্চ হ’ব পাৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, +5 অক্সিডেচন অৱস্থাত $\mathrm{N}$ আৰু $\mathrm{P}$ দুয়োটাই অক্স’এনায়ন গঠন কৰে: $\mathrm{NO_3^-}$( $\pi$ - বন্ধনৰ সৈতে তিনিটা-সমন্বয় য’ত এটা নাইট্ৰজেন $p$-অৰবিটেল জড়িত) আৰু $\mathrm{PO}_{4}^{3-}$ ( $s, p$ আৰু $d$ অৰবিটেল জড়িত চাৰিটা-সমন্বয় যিয়ে $\pi$-বন্ধনলৈ অৰিহণা যোগায়)। এই এককত আমি পিৰিয়ডিক টেবুলৰ ১৩ আৰু ১৪ নং গোটৰ মৌলসমূহৰ ৰসায়ন অধ্যয়ন কৰিম।

১১.১ গোট ১৩ মৌলসমূহ: বৰণ পৰিয়াল#

এই গোটৰ মৌলসমূহে ধৰ্মত এক বিস্তৃত পৰিৱৰ্তন দেখুৱায়। বৰণ এটা সাধাৰণ অধাতু, এলুমিনিয়াম এটা ধাতু কিন্তু ৰাসায়নিকভাৱে বৰণৰ সৈতে বহু সাদৃশ্য দেখুৱায়, আৰু গেলিয়াম, ইণ্ডিয়াম আৰু থেলিয়াম প্ৰায় একচেতীয়াকৈ ধাতৱীয় চৰিত্ৰৰ।

বৰণ এটা মজলীয়া দুৰ্লভ মৌল, প্ৰধানকৈ অৰ্থ’বৰিক এছিড, $\left(\mathrm{H_3} \mathrm{BO_3}\right)$, বৰেক্স, $\mathrm{Na_2} \mathrm{~B_4} \mathrm{O_7} \cdot 10 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$, আৰু কাৰ্নাইট, $\mathrm{Na_2} \mathrm{~B_4} \mathrm{O_7} \cdot 4 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ হিচাপে থাকে। ভাৰতত বৰেক্স পুগা ভেলী (লাডাখ) আৰু সাম্ভৰ হ্ৰদ (ৰাজস্থান)ত পোৱা যায়। পৃথিৱীৰ বুকুৰ বৰণৰ প্ৰাচুৰ্য ভৰৰ দ্বাৰা $0.0001 %$ তকৈ কম। বৰণৰ দুটা আইছ’ট’পিক ৰূপ আছে ${ }^{10} \mathrm{~B}(19 %)$ আৰু ${ }^{11} \mathrm{~B}(81 %)$। এলুমিনিয়াম হ’ল আটাইতকৈ প্ৰচুৰ ধাতু আৰু পৃথিৱীৰ বুকুৰ তৃতীয় আটাইতকৈ প্ৰচুৰ মৌল ( $8.3 %$ ভৰৰ দ্বাৰা) অক্সিজেন ( $45.5 %$ ) আৰু $\mathrm{Si}(27.7 %)$ৰ পিছত। বক্সাইট, $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3} \cdot 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ আৰু ক্ৰায়’লাইট, $\mathrm{Na_3} \mathrm{AlF_6}$ হ’ল এলুমিনিয়ামৰ গুৰুত্বপূৰ্ণ খনিজ। ভাৰতত ইয়াক মাইকা হিচাপে মধ্য প্ৰদেশ, কৰ্ণাটক, উৰিষ্যা আৰু জম্মুত পোৱা যায়। গেলিয়াম, ইণ্ডিয়াম আৰু থেলিয়াম প্ৰকৃতিত কম প্ৰচুৰ মৌল।

এই মৌলসমূহৰ পাৰমাণৱিক, ভৌতিক আৰু ৰাসায়নিক ধৰ্মসমূহ তলত আলোচনা কৰা হৈছে।

১১.১.১ ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচন#

এই মৌলসমূহৰ বাহিৰৰ ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচন হ’ল $n s^{2} n p^{1}$। ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচনলৈ চকুফুৰাই চালে দেখা যায় যে বৰণ আৰু এলুমিনিয়ামৰ নোবেল গেছ ক’ৰ আছে, গেলিয়াম আৰু ইণ্ডিয়ামৰ নোবেল গেছ প্লাছ $10 d$-ইলেক্ট্ৰন আছে, আৰু থেলিয়ামৰ নোবেল গেছ প্লাছ $14 f$-ইলেক্ট্ৰন প্লাছ $10 d$-ইলেক্ট্ৰন ক’ৰ আছে। গতিকে, এই মৌলসমূহৰ ইলেক্ট্ৰনিক গঠন একক ১০ ত আলোচনা কৰা প্ৰথম দুটা গোটৰ মৌলসমূহতকৈ অধিক জটিল। ইলেক্ট্ৰনিক গঠনৰ এই পাৰ্থক্যই আন ধৰ্মসমূহক প্ৰভাৱিত কৰে আৰু ফলত এই গোটৰ সকলো মৌলৰ ৰসায়নক প্ৰভাৱিত কৰে।

১১.১.২ পাৰমাণৱিক ব্যাসাৰ্ধ#

গোটৰ তললৈ যাওঁতে, প্ৰতিটো ক্ৰমিক সদস্যৰ বাবে ইলেক্ট্ৰনৰ এটা অতিৰিক্ত শ্বেল যোগ হয় আৰু গতিকে, পাৰমাণৱিক ব্যাসাৰ্ধ বৃদ্ধি পোৱাৰ আশা কৰা হয়। অৱশ্যে, এটা বিচ্যুতি দেখা পোৱা যায়। Ga ৰ পাৰমাণৱিক ব্যাসাৰ্ধ Al তকৈ কম। ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচনৰ ভিতৰৰ ক’ৰৰ পৰিৱৰ্তনৰ পৰা এইটো বুজিব পাৰি। অতিৰিক্ত $10 d$-ইলেক্ট্ৰনৰ উপস্থিতিয়ে গেলিয়ামত বৃদ্ধি পোৱা নিউক্লীয় চাৰ্জৰ পৰা বাহিৰৰ ইলেক্ট্ৰনসমূহৰ বাবে কেৱল দুৰ্বল স্ক্ৰীনিং প্ৰভাৱ প্ৰদান কৰে (একক ২)। ফলত, গেলিয়ামৰ পাৰমাণৱিক ব্যাসাৰ্ধ (135 pm) এলুমিনিয়ামৰ (143 pm) তকৈ কম।

১১.১.৩ আয়নীকৰণ এন্থালপি#

সাধাৰণ প্ৰৱণতাৰ পৰা আশা কৰা ধৰণে আয়নীকৰণ এন্থালপি মানসমূহ গোটৰ তললৈ সৰলভাৱে হ্ৰাস নাপায়। $\mathrm{B}$ ৰ পৰা $\mathrm{Al}$ লৈ হ্ৰাস আকাৰ বৃদ্ধিৰ সৈতে জড়িত। $\mathrm{Al}$ আৰু $\mathrm{Ga}$ৰ মাজত আয়নীকৰণ এন্থালপি মানত পৰিলক্ষিত অসংগতি, আৰু In আৰু Tlৰ মাজত $d$ - আৰু $f$-ইলেক্ট্ৰনৰ অক্ষমতাৰ বাবে হয়, যিবোৰৰ নিম্ন স্ক্ৰীনিং প্ৰভাৱ আছে, নিউক্লীয় চাৰ্জ বৃদ্ধিৰ পূৰ্ণতা দিবলৈ।

আয়নীকৰণ এন্থালপিৰ ক্ৰম, আশা কৰা ধৰণে, হ’ল $\Delta_{i} \mathrm{H_1}<\Delta_{i} \mathrm{H_2}<\Delta_{i} \mathrm{H_3}$। প্ৰতিটো মৌলৰ বাবে প্ৰথম তিনিটা আয়নীকৰণ এন্থালপিৰ যোগফল অতি উচ্চ। ইয়াৰ প্ৰভাৱ আপুনি তেওঁলোকৰ ৰাসায়নিক ধৰ্ম অধ্যয়ন কৰোঁতে স্পষ্ট হ’ব।

১১.১.৪ ইলেক্ট্ৰ’নেগেটিভিটি#

গোটৰ তললৈ, ইলেক্ট্ৰ’নেগেটিভিটিয়ে প্ৰথমে $\mathrm{B}$ ৰ পৰা $\mathrm{Al}$ লৈ হ্ৰাস পায় আৰু তাৰ পিছত সামান্য বৃদ্ধি পায় (তালিকা ১১.২)। ইয়াৰ কাৰণ হ’ল মৌলসমূহৰ পাৰমাণৱিক আকাৰৰ অসামঞ্জস্যতা।

১১.১.৫ ভৌতিক ধৰ্ম#

বৰণ প্ৰকৃতিতে অধাতৱীয়। ই অতি কঠিন আৰু ক’লা ৰঙৰ কঠিন। ই বহুতো এল’ট্ৰ’পিক ৰূপত থাকে। অতি শক্তিশালী ক্ৰিষ্টেলাইন লেটিছৰ বাবে, বৰণৰ অস্বাভাৱিকভাৱে উচ্চ গলনাংক আছে। বাকী সদস্যসকল হ’ল নিম্ন গলনাংক আৰু উচ্চ বিদ্যুৎ পৰিবাহিতা থকা কোমল ধাতু। এইটো মন কৰিবলগীয়া যে অস্বাভাৱিকভাৱে নিম্ন গলনাংক (303K) থকা গেলিয়ামে গ্ৰীষ্মকালত তৰল অৱস্থাত থাকিব পাৰে। ইয়াৰ উচ্চ উতলাংক $(2676 \mathrm{~K})$ ইয়াক উচ্চ তাপমাত্ৰা জুখিবলৈ এটা উপযোগী সামগ্ৰী কৰি তোলে। মৌলসমূহৰ ঘনত্ব বৰণৰ পৰা থেলিয়ামলৈ গোটৰ তললৈ বৃদ্ধি পায়।

১১.১.৬ ৰাসায়নিক ধৰ্ম#

অক্সিডেচন অৱস্থা আৰু ৰাসায়নিক সক্ৰিয়তাৰ প্ৰৱণতা

বৰণৰ সৰু আকাৰৰ বাবে, ইয়াৰ প্ৰথম তিনিটা আয়নীকৰণ এন্থালপিৰ যোগফল অতি উচ্চ। এইটোৱে ইয়াক +3 আয়ন গঠন কৰাত বাধা দিয়ে আৰু কেৱল ক’ভেলেণ্ট যৌগ গঠন কৰিবলৈ বাধ্য কৰে। কিন্তু যেতিয়া আমি $\mathrm{B}$ ৰ পৰা $\mathrm{Al}$ লৈ যায়, Al ৰ প্ৰথম তিনিটা আয়নীকৰণ এন্থালপিৰ যোগফল যথেষ্ট পৰিমাণে হ্ৰাস পায়, আৰু গতিকে $\mathrm{Al}^{3+}$ আয়ন গঠন কৰিবলৈ সক্ষম হয়। প্ৰকৃততে, এলুমিনিয়াম এটা অতি ইলেক্ট্ৰ’পজেটিভ ধাতু। অৱশ্যে, গোটৰ তললৈ, মাজৰ $d$ আৰু $f$ অৰবিটেলৰ দুৰ্বল স্ক্ৰীনিং প্ৰভাৱৰ বাবে, বৃদ্ধি পোৱা প্ৰভাৱশালী নিউক্লীয় চাৰ্জই $n s$ ইলেক্ট্ৰনসমূহ টানকৈ ধৰি ৰাখে (নিষ্ক্ৰিয় যোৰ প্ৰভাৱৰ বাবে দায়ী) আৰু তেনেদৰে, বন্ধনত তেওঁলোকৰ অংশগ্ৰহণ সীমাবদ্ধ কৰে। ইয়াৰ ফলত, কেৱল $p$-অৰবিটেল ইলেক্ট্ৰন বন্ধনত জড়িত হ’ব পাৰে। প্ৰকৃততে Ga, In আৰু Tl ত, +1 আৰু +3 উভয় অক্সিডেচন অৱস্থা পৰিলক্ষিত হয়। +1 অক্সিডেচন অৱস্থাৰ আপেক্ষিক স্থিৰতা গধুৰ মৌলসমূহৰ বাবে ক্ৰমে বৃদ্ধি পায়: $\mathrm{Al}<\mathrm{Ga}<\mathrm{In}<\mathrm{Tl}$। থেলিয়ামত +1 অক্সিডেচন অৱস্থা প্ৰাধান্য পায় আনহাতে +3 অক্সিডেচন অৱস্থাটো অতি অক্সিডাইজিং চৰিত্ৰৰ। শক্তিৰ বিবেচনাৰ পৰা আশা কৰা ধৰণে, +1 অক্সিডেচন অৱস্থাত থকা যৌগসমূহ +3 অক্সিডেচন অৱস্থাত থকাসমূহতকৈ অধিক আয়নিক।

ত্ৰিযোজী অৱস্থাত, এটা অণুত কেন্দ্ৰীয় পৰমাণুৰ চাৰিওফালে ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা

তালিকা ১১.২ গোট ১৩ মৌলসমূহৰ পাৰমাণৱিক আৰু ভৌতিক ধৰ্ম

এই মৌলসমূহৰ যৌগৰ (যেনে, $\mathrm{BF_3}$ ত বৰণ) মাত্ৰ ছয়টা হ’ব। এনে ইলেক্ট্ৰন-নাটনিৰ অণুবোৰৰ স্থিৰ ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচন লাভ কৰিবলৈ এযোৰ ইলেক্ট্ৰন গ্ৰহণ কৰাৰ প্ৰৱণতা থাকে আৰু তেনেদৰে, লুইছ এছিড হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰে। লুইছ এছিড হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰাৰ প্ৰৱণতা গোটৰ তললৈ আকাৰ বৃদ্ধিৰ সৈতে হ্ৰাস পায়। $\mathrm{BCl_3}$ য়ে সহজে এম’নিয়াৰ পৰা এযোৰ নিঃসংগ ইলেক্ট্ৰন গ্ৰহণ কৰি $\mathrm{BCl_3} \cdot \mathrm{NH_3}$ গঠন কৰে।

ত্ৰিযোজী অৱস্থাত বেছিভাগ যৌগ ক’ভেলেণ্ট হোৱাৰ বাবে পানীত হাইড্ৰ’লাইজ হয়। উদাহৰণস্বৰূপে, ট্ৰাইক্ল’ৰাইডবোৰ পানীত হাইড্ৰ’লাইছিছ কৰিলে টেট্ৰাহেড্ৰেল $\left[\mathrm{M}(\mathrm{OH})_4\right]^{-}$ প্ৰজাতি গঠন কৰে; মৌল $\mathrm{M}$ ৰ সংকৰণ অৱস্থা হ’ল $s p^{3}$। এছিডিফাইড জলীয় দ্ৰৱণত এলুমিনিয়াম ক্ল’ৰাইডে অক্টাহেড্ৰেল $\left[\mathrm{Al}\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right)_6\right]^{3+}$ আয়ন গঠন কৰে। এই জটিল আয়নত, $3 d$ ৰ $\mathrm{Al}$ অৰবিটেলসমূহ জড়িত থাকে আৰু $\mathrm{Al}$ ৰ সংকৰণ অৱস্থা হ’ল $s p^{3} d^{2}$।

সমস্যা ১১.১

মানক ইলেক্ট্ৰ’ড বিভৱ মান, $\mathrm{E}^{\ominus}$ for $\mathrm{Al}^{3+} / \mathrm{Al}$ is $-1.66 \mathrm{~V}$ আৰু $\mathrm{Tl}^{3+} / \mathrm{Tl}$ ৰ মান হ’ল $+1.26 \mathrm{~V}$। দ্ৰৱণত $\mathrm{M}^{3+}$ আয়ন গঠনৰ বিষয়ে ভৱিষ্যদ্বাণী কৰক আৰু দুয়োটা ধাতুৰ ইলেক্ট্ৰ’পজেটিভ চৰিত্ৰ তুলনা কৰক।

সমাধান

দুটা আধা কোষৰ বিক্ৰিয়াৰ বাবে মানক ইলেক্ট্ৰ’ড বিভৱ মানে সূচায় যে এলুমিনিয়ামৰ $\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq})$ আয়ন তৈয়াৰ কৰাৰ উচ্চ প্ৰৱণতা আছে, আনহাতে $\mathrm{Tl}^{3+}$ কেৱল দ্ৰৱণত অস্থিৰ নহয় বৰঞ্চ এটা শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেণ্টও। গতিকে $\mathrm{Tl}^{+}$ দ্ৰৱণত $\mathrm{Tl}^{3+}$ তকৈ অধিক স্থিৰ। এলুমিনিয়ামে সহজে +3 আয়ন গঠন কৰিব পৰাৰ বাবে, থেলিয়ামতকৈ অধিক ইলেক্ট্ৰ’পজেটিভ।

(i) বায়ুৰ প্ৰতি সক্ৰিয়তা

ক্ৰিষ্টেলাইন ৰূপত বৰণ অসক্ৰিয়। এলুমিনিয়ামে পৃষ্ঠত এটা অতি পাতল অক্সাইডৰ স্তৰ গঠন কৰে যিয়ে ধাতুক পৰৱৰ্তী আক্ৰমণৰ পৰা ৰক্ষা কৰে। অমৰ্ফাছ বৰণ আৰু এলুমিনিয়াম ধাতুৱে বায়ুত গৰম কৰিলে ক্ৰমে $\mathrm{B_2} \mathrm{O_3}$ আৰু $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ গঠন কৰে। উচ্চ তাপমাত্ৰাত ডাইনাইট্ৰজেনৰ সৈতে তেওঁলোকে নাইট্ৰাইড গঠন কৰে।

$$ \begin{aligned} & 2 \mathrm{E}(\mathrm{s})+3 \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\Delta} 2 \mathrm{E_2} \mathrm{O_3}(\mathrm{~s}) \\ & 2 \mathrm{E}(\mathrm{s})+\mathrm{N_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\Delta} 2 \mathrm{EN}(\mathrm{s}) \\ & & \mathrm{E}= \text{ element} \end{aligned} $$

এই অক্সাইডবোৰৰ প্ৰকৃতি গোটৰ তললৈ ভিন্ন হয়। বৰণ ট্ৰাইঅক্সাইড আম্লিক আৰু ক্ষাৰকীয় (ধাতৱীয়) অক্সাইডৰ সৈতে বিক্ৰিয়া কৰি ধাতৱ বৰেট গঠন কৰে। এলুমিনিয়াম আৰু গেলিয়াম অক্সাইডবোৰ এম্ফোটেৰিক আৰু ইণ্ডিয়াম আৰু থেলিয়ামৰবোৰ তেওঁলোকৰ ধৰ্মত ক্ষাৰকীয়।

(ii) এছিড আৰু ক্ষাৰকৰ প্ৰতি সক্ৰিয়তা

বৰণে মজলীয়া তাপমাত্ৰাতো এছিড আৰু ক্ষাৰকৰ সৈতে বিক্ৰিয়া নকৰে; কিন্তু এলুমিনিয়াম খনিজ এছিড আৰু জলীয় ক্ষাৰকত দ্ৰৱীভূত হয় আৰু তেনেদৰে এম্ফোটেৰিক চৰিত্ৰ দেখুৱায়।

এলুমিনিয়ামে তনু $\mathrm{HCl}$ ত দ্ৰৱীভূত হয় আৰু ডাইহাইড্ৰজেন মুক্ত কৰে।

$2 \mathrm{Al}(\mathrm{s})+6 \mathrm{HCl}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2 \mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{aq})+6 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) +3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$

অৱশ্যে, ঘন নাইট্ৰিক এছিডে পৃষ্ঠত এটা সুৰক্ষামূলক অক্সাইড স্তৰ গঠন কৰি এলুমিনিয়ামক নিষ্ক্ৰিয় কৰি তোলে।

এলুমিনিয়ামে জলীয় ক্ষাৰকৰ সৈতেও বিক্ৰিয়া কৰে আৰু ডাইহাইড্ৰজেন মুক্ত কৰে।

$$ \begin{array}{c} & \quad 2 \mathrm{Al}(\mathrm{s})+2 \mathrm{NaOH}(\mathrm{aq})+6 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\ & \downarrow \\ & \underset{\substack{\text { Sodium } \\ \text { tetrahydroxoaluminate(III) } }}{2 \mathrm{Na}^{+}\left[\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{4}\right]^{-}(\mathrm{aq})}+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \\ \end{array} $$

(iii) হেল’জেনৰ প্ৰতি সক্ৰিয়তা

এই মৌলসমূহে হেল’জেনৰ সৈতে বিক্ৰিয়া কৰি ট্ৰাইহেলাইড গঠন কৰে ( $\mathrm{TlI_3}$ বাদে )।

$2 \mathrm{E}(\mathrm{s})+3 \mathrm{X_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{EX_3}(\mathrm{~s}) \quad(\mathrm{X}=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}, \mathrm{Br}, \mathrm{I})$

সমস্যা ১১.২

নিৰ্জল এলুমিনিয়াম ক্ল’ৰাইডৰ বটলৰ চাৰিওফালে বগা ধোঁৱা ওলায়। কাৰণ দিয়ক।

সমাধান

নিৰ্জল এলুমিনিয়াম ক্ল’ৰাইড বায়ুমণ্ডলীয় আৰ্দ্ৰতাৰ সৈতে আংশিকভাৱে হাইড্ৰ’লাইজ হৈ $\mathrm{HCl}$ গেছ মুক্ত কৰে। আৰ্দ্ৰ $\mathrm{HCl}$ ৰঙত বগা দেখা যায়।

১১.২ বৰণৰ গুৰুত্বপূৰ্ণ প্ৰৱণতা অস্বাভাৱিক ধৰ্ম#

গোট ১৩ মৌলসমূহৰ ৰাসায়নিক আচৰণত কিছুমান গুৰুত্বপূৰ্ণ প্ৰৱণতা লক্ষ্য কৰিব পাৰি। এই সকলোবোৰ মৌলৰ ট্ৰাই-ক্ল’ৰাইড, ব্ৰ’মাইড আৰু আয়’ডাইডবোৰ প্ৰকৃতিতে ক’ভেলেণ্ট হোৱাৰ বাবে পানীত হাইড্ৰ’লাইজ হয়। টেট্ৰাহেড্ৰেল $\left[\mathrm{M}(\mathrm{OH})_4\right]^{-}$ আৰু অক্টাহেড্ৰেল $\left[\mathrm{M}\left(\mathrm{H_2} \mathrm{O}\right)_6\right]^{3+}$ৰ দৰে প্ৰজাতিসমূহ, বৰণ বাদে, জলীয় মাধ্যমত থাকে।

মনোমাৰিক ট্ৰাইহেলাইডবোৰ, ইলেক্ট্ৰন-নাটনিৰ হোৱাৰ বাবে, শক্তিশালী লুইছ এছিড। বৰণ ট্ৰাইফ্লুৰাইডে সহজে লুইছ ক্ষাৰক যেনে $\mathrm{NH_3}$ ৰ সৈতে বিক্ৰিয়া কৰি বৰণৰ চাৰিওফালে অক্টেট সম্পূৰ্ণ কৰে।

$$ \mathrm{F_3} \mathrm{~B}+: \mathrm{NH_3} \rightarrow \mathrm{F_3} \mathrm{~B} \leftarrow \mathrm{NH_3} $$

$d$ অৰবিটেলৰ অনুপস্থিতিৰ বাবেই $B$ ৰ সৰ্বোচ্চ ক’ভেলেন্স ৪। যিহেতু $d$ অৰবিটেলবোৰ $\mathrm{Al}$ আৰু অন্যান্য মৌলৰ সৈতে উপলব্ধ, সৰ্বোচ্চ ক’ভেলেন্স ৪ৰ বাহিৰত আশা কৰিব পাৰি। বেছিভাগ আন ধাতৱ হেলাইড (যেনে, $\mathrm{AlCl_3}$ ) হেল’জেন ব্ৰিজিংৰ জৰিয়তে ডাইমাৰাইজড হয় (যেনে, $\mathrm{Al_2} \mathrm{Cl_6}$ )। ধাতৱ প্ৰজাতিয়ে এই হেল’জেন ব্ৰিজড অণুবোৰত হেল’জেনৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন গ্ৰহণ কৰি ইয়াৰ অক্টেট সম্পূৰ্ণ কৰে।

সমস্যা ১১.৩

বৰণে ⟦167