তাপমাত্রা বাড়লে বিক্রিয়ার গতিবেগ বাড়ে কেন?
উত্তর: তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কোনো বিক্রিয়ার গতিবেগ বৃদ্ধি পয়ি গতিবেগ বৃদ্ধি পায়। বৃদ্ধির সাথে সাথে বিক্রিয়ক অনু বা আয়ন গুলোর মধে সংঘর্ষের হার বৃদ্ধি পায় ফলে এদের গতিবেগও সমানুপাতিক হারে বৃদ্ধি পেতে থাকে। সাধারণভাবে 10oC তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে প্রায় সব বিক্রিয়ার হার দিগুন বা তিনগুন বৃদ্ধি পায়।
HSC Chemistry 1st Paper Chapter 3: মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন CQ — Prosthuti প্রশ্নব্যাংক
HSC · Chemistry 1st Paper · Chapter 3: মৌলের পর্যাবৃত্তিক ধর্ম ও রাসায়নিক বন্ধন · সৃজনশীল
তাপমাত্রা বাড়লে বিক্রিয়ার গতিবেগ বাড়ে কেন?
উদ্দীপক
সিলেট এমসি কলেজ · 2024
উত্তর
একই শক্তিসপন্ন বিভিন্ন অরবিটালে ইলেট্রনগুলা সম্ভাব্য অধিক সংখ্যায় বিজোড় অবস্থায় একই মুখী স্পিন যুক্ত থাকবে। একে হুন্ডের নীতি বলে।
উত্তর
তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কোনো বিক্রিয়ার গতিবেগ বৃদ্ধি পয়ি গতিবেগ বৃদ্ধি পায়। বৃদ্ধির সাথে সাথে বিক্রিয়ক অনু বা আয়ন গুলোর মধে সংঘর্ষের হার বৃদ্ধি পায় ফলে এদের গতিবেগও সমানুপাতিক হারে বৃদ্ধি পেতে থাকে। সাধারণভাবে 10oC তাপমাত্রা বৃদ্ধির
ফলে প্রায় সব বিক্রিয়ার হার দিগুন বা তিনগুন বৃদ্ধি পায়।
উত্তর
উদ্দীপকের A, B, C, D ও E মৌলগুলি যথাক্রমে Scd (স্কমন্ডিয়াম), v (ভ্যানডিয়াম), Mn(ম্যাঙ্গানিজ), Ni (নিকেল) ও Zn (জিংক)। উদ্দীপকের লেখচিত্রটি সরলরৈখিক না হওয়ার কারণ হলো মৌলগুলির
গলনাঙ্কের ভিন্নতা।
মৌলগুলোর ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নে দেখানো হলা:
Sc(21) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
V(23) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2
Mn(25) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2
Ni(28) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2
Zn(30) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
Sc, V, Mn, Ni ও Zn সবগুলো মৌল হলো 3d ব্লক মৌল এবং এদের পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে ভ্যানাডিয়াম(v) ও নিকেলের (Ni) গলনাঙ্ক সর্বাধিক হয়
অন্য মৌলগুলোর তুলনায়।
স্ক্যান্ডিয়ামের(Sc), মাঙ্গানিজ(Mn) ও জিঙ্ক (Zn) এর ক্ষেত্রে আবার গলনাঙ্ক যথেষ্ট হ্রাস পায়। এই হ্রাসবৃদ্ধির কারণ হলোঃ Sc এর ক্ষেত্রে 3d অরটিাল ইলেকট্রন অনেক কম থাকায় এদের ধাতব বন্ধন কম দৃঢ় হয় না
তাই এর গলনাঙ্ক কম হয়। ভানাডিয়াম(v) এর ক্ষেত্রে
d অরবিটালে ইলেকট্রন পূর্তি হওয়ার ফলে এর d অরবিটালে ইলেকট্রন সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। অপরদিকে ম্যাঙ্গানিজ(Mn) এর d অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা অর্ধপূর্ণ হওয়ায় ও s অরবিটাল পূর্ণ থাকায় এর গলনাঙ্ক নিম্নমানের হয়। আবার নিকেল (Ni) এর ক্ষেত্রে 3d অরবিটালে ইলেকট্রন পূর্তির সাথে সাথে সঞারণশীল
ইলেকট্রন সংখ্যা বৃদ্ধি পায় ও এর গলনাঙ্ক ও বেশি হয়।
জিংক (zn) মৌলের d- অরবিটাল ও s অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ন পূর্ণ থাকায় এর d- অরবিটালে কোনো সঞারণশীল ইলেকট্রন থাকে না তাই এর গলনাঙ্ক কম হয়। তাই বলা যায় যে d- অরবিটালে সঞারণশীল ইলেকট্রন ঘাটতির বা পূর্ণতার জন্য A, B, C, D, E মৌলের গলনাঙ্ক কম বেশি হয়েছে। ফলে উক্ত রেখাটি সরলরৈখিক হয় নি।
উত্তর
উদ্দীপকের A, B, C, D ও E মৌলগুলি হলো Sc (স্ক্যান্ডিয়াম), ভান্যাডিয়াম (V), মাঙ্গানিজ (Hn), নিকেল (Ni) ও zn (জিঙ্ক)। এদের মধ্যে Sc ও Zn বাদে অন্যগুলো মৌল অবস্থান্তর মৌল এবং আমরা জানি অবস্থান্তর মৌল রঙিন যৌগ গঠন করে। অর্থাৎ V, Mn ও Ni রঙিন যৌগ গঠন করলেও Sc ও Zn রঙিন যৌগ গঠন করে না। কারণ:
আমরা জানি,
সেসব d - ব্লক মৌলের সুস্থিত ক্যাটায়নে d- অরবিটাল আংশিকভাবে পূর্ণ যেমন d1-9 ইলেকট্রন বিন্যাস থাকে, তাদেরকে অবস্থান্তর মৌল বলে।
মৌলগুলোর ইলেকট্রন বিনাস,
Sc(21) → Ar 3d14s2
Ni(28) → Ar 3d84s2
V(23) → Ar 3d34s2
Zn(30) → Ar 3d104s2
Mn(25) → Ar 3d54s2
এদের ইলেকট্রন বিন্যাস হতে দেখা যায় যে, ভ্যানাডিয়াম(v), ম্যাঙ্গানিজ(Mn) ও নিকেলের (Ni) d- অরবিটাল যথাক্রমে আংশিক ও অর্ধপূর্ণ অবস্থায় আছে। যেমন: ভ্যানাডিয়াম(v) এর 3d অরবিটালে ও 3টা, ম্যাঙ্গানিজ(Mn) এর 3d অরবিটালে 5টা এবং নিকেলের (Ni) এর 3d অরবিটালে 4টা ইলেকট্রন বিদ্যামান। আর এদের সুস্থিত ক্যাটায়ন হবে-
V(23)2+ → Ar 3d3
Ni(28)2+ → Ar 3d8
Mn(25)2+ → Ar 3d5
যেহেতু এদের সুস্থিত ক্যাটায়নও d অরবিটাল আংশিকভাবে অবসান্তর মৌল এবং এদের d-অরবিটাল অপূর্ণ থাকায় d- অরটিলসমূহের নন- ডিজেনারেট অবস্থায় ইলেকট্রনগুলো শক্তিশোষণ করে d-d স্থানান্তরিত হওয়ার সুযোগ পায় তাই এজন্য এরা রঙিন যৌগ গঠন করে।
অপরদিকে sc ও zn এর বেলায় এদের সুস্থিত আয়নে d অরবিটাল খালি (d) বা পূর্ণ (d10) থাকে।
Sc3+(21) → Ar 3do
Zn2+(30) → Ar 3do
স্ক্যান্ডিয়াম (sc) ও জিঙ্ক (Zn) এর সুস্থিত ক্যাটায়নের d অরবিটাল যথাক্রমে খালি এবং পূর্ণ থাকায় এরা অবস্থান্তর মৌল হয় না এবং রঙিন যৌগ গঠন করে না।
