NH3 একাধারে ব্রনস্টেড লাউরী ও লুইস ক্ষারক – ব্যাখ্যা কর।
উত্তর: ব্রনস্টেড লাউরীর মতে, ক্ষারক হলো এমন যৌগ যা অম্ল হতে প্রোটন গ্রহণ করতে পারে। NH3 একটি ক্ষারক। NH3 + HCl → NH4+ + Cl– লুইস মতবাদ অনুসারে, ক্ষারক হলো এমন যৌগ যা অন্য পদার্থকে ইলেকট্রন যুগল দান করতে পারে। [চিত্র] NH3 এ মুক্তজোড় ইলেকট্রন রয়েছে বলে এটি লুইস ক্ষারক।
HSC Chemistry 2nd Paper Chapter 2: জৈব রসায়ন CQ — Prosthuti প্রশ্নব্যাংক
HSC · Chemistry 2nd Paper · Chapter 2: জৈব রসায়ন · সৃজনশীল
NH3 একাধারে ব্রনস্টেড লাউরী ও লুইস ক্ষারক – ব্যাখ্যা কর।
উদ্দীপক
Barisal · 2021
উত্তর
একটি পূর্ণাঙ্গ কোষের এক একটি তড়িৎদ্বার ও তড়িৎ বিশ্লেষ্যের যুগলকে অর্ধকোষ বলে।
উত্তর
ব্রনস্টেড লাউরীর মতে, ক্ষারক হলো এমন যৌগ যা অম্ল হতে প্রোটন গ্রহণ করতে পারে। NH3 একটি ক্ষারক।
NH3 + HCl → NH4+ + Cl–
লুইস মতবাদ অনুসারে, ক্ষারক হলো এমন যৌগ যা অন্য পদার্থকে ইলেকট্রন যুগল দান করতে পারে।
NH3 এ মুক্তজোড় ইলেকট্রন রয়েছে বলে এটি লুইস ক্ষারক।
NH3 এ মুক্তজোড় ইলেকট্রন রয়েছে বলে এটি লুইস ক্ষারক।উত্তর
উদ্দীপকের বিক্রিয়াটি হচ্ছে ফ্রিডেল ক্রাফট বিক্রিয়া। A যৌগটি হচ্ছে ইথাইনের পলিমার বেনজিন।
B যৌগটি হচ্ছে টলুইন। সম্পূর্ণ বিক্রিয়াটি হচ্ছে।
এ বিক্রিয়াটি হচ্ছে ফ্রিডেল-ক্র্যাফট অ্যালকাইলেশন, এখানে ব্র্যাফ্ট প্রভাবক হিসেবে অনার্দ্র এর উপস্থিতিতে অ্যারোমেটিক যৌগকে অ্যালকাইল হ্যালাইডের সঙ্গে বিক্রিয়া ঘটানো হয়। অনার্দ্র একটি লুইস এসিড অর্থাৎ ইলেকট্রন ঘাটতি সম্পন্ন অণু হওয়ায় এটি অ্যালকাইল হ্যালাইডের পোলার বন্ধনটি বিচ্ছিন্ন করে ইলেকট্রন সমৃদ্ধ ঋণাত্মক অংশ নিজে গ্রহণ করে। ফলে অ্যালকাইল এর অবশিষ্ট ধনাত্মক কার্বক্যাটায়ন অংশ ইলেকট্রন আকর্ষী বিকারকে পরিণত হয় যা ইলেকট্রন সমৃদ্ধ ডিলোকালাইজড অ্যারোমেটিক চক্রে আকৃষ্ট হয়ে প্রতিস্থাপন ঘটায়। ফলে অ্যালকাইল প্রতিস্থাপিত অ্যারোমেটিক উৎপাদ গঠিত হয়। যেমন, টলুইন গঠনে-
কিন্ত আর্দ্রতার উপস্থিতিতে আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়ে -এ পরিণত হয়। ফলে তা আর ফ্রিডেল ক্র্যাফট প্রভাবক হিসেবে কাজ করতে পারে না। তাই ইলেকট্রন আকর্ষী বিকারকও উৎপন্ন হয় না এবং ফ্রিডেল ক্র্যাফট বিক্রিয়া ঘটে না। তাই ফ্রিডেল ক্র্যাফট বিক্রিয়ায় প্রভাবক হিসেবে অনার্দ্র অপরিহার্য।
এ বিক্রিয়াটি হচ্ছে ফ্রিডেল-ক্র্যাফট অ্যালকাইলেশন, এখানে ব্র্যাফ্ট প্রভাবক হিসেবে অনার্দ্র এর উপস্থিতিতে অ্যারোমেটিক যৌগকে অ্যালকাইল হ্যালাইডের সঙ্গে বিক্রিয়া ঘটানো হয়। অনার্দ্র একটি লুইস এসিড অর্থাৎ ইলেকট্রন ঘাটতি সম্পন্ন অণু হওয়ায় এটি অ্যালকাইল হ্যালাইডের পোলার বন্ধনটি বিচ্ছিন্ন করে ইলেকট্রন সমৃদ্ধ ঋণাত্মক অংশ নিজে গ্রহণ করে। ফলে অ্যালকাইল এর অবশিষ্ট ধনাত্মক কার্বক্যাটায়ন অংশ ইলেকট্রন আকর্ষী বিকারকে পরিণত হয় যা ইলেকট্রন সমৃদ্ধ ডিলোকালাইজড অ্যারোমেটিক চক্রে আকৃষ্ট হয়ে প্রতিস্থাপন ঘটায়। ফলে অ্যালকাইল প্রতিস্থাপিত অ্যারোমেটিক উৎপাদ গঠিত হয়। যেমন, টলুইন গঠনে-
কিন্ত আর্দ্রতার উপস্থিতিতে আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়ে -এ পরিণত হয়। ফলে তা আর ফ্রিডেল ক্র্যাফট প্রভাবক হিসেবে কাজ করতে পারে না। তাই ইলেকট্রন আকর্ষী বিকারকও উৎপন্ন হয় না এবং ফ্রিডেল ক্র্যাফট বিক্রিয়া ঘটে না। তাই ফ্রিডেল ক্র্যাফট বিক্রিয়ায় প্রভাবক হিসেবে অনার্দ্র অপরিহার্য।উত্তর
A যৌগটি হচ্ছে বেনজিন ও B যৌগটি হচ্ছে টলুইন।
বেনজিন ও অন্যান্য অ্যারিনের বলয়ে ইলেকট্রনগুলো (6, 10, 14... ইত্যাদি) সঞ্চরণশীল বা সঞ্চারিত অবস্থায় (delocalized) থাকে। এর কারণ হচ্ছে, ইলেকট্রন একে অপরকে বিকর্ষণ করে বলে যৌগের সুস্থিতির জন্য এরা যতটা সম্ভব দূরে অবস্থান করতে চায়। সঞ্চরণশীল ইলেকট্রনগুলো একটি বিশেষ ব্যবস্থার সৃষ্টি করে অণুকে অধিক স্থায়িত্ব দেয়। তাই এরা ইলেকট্রনাকর্ষী বিকারকের সাথে যুত বিক্রিয়া দেয় না, কারণ এতে অ্যারোমেটিক সেক্সটেট নষ্ট হয়ে যায়। এ কারণে অ্যারোমেটিক যৌগসমূহ বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বিক্রিয়া হিসেবে ইলেকট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া দেয়।
বেনজিন বলয়ের সাথে একটি মূলক যুক্ত থাকলে পরবর্তীতে আগমনকারী গ্রুপ কোন কার্বনে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করবে তা বলয়ে সংযুক্ত মূলকের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। কিছু মূলক আছে যারা বেনজিন বলয়ের 2, 4, 6 নং অবস্থানে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে বেনজিন বলয়কে অধিক সক্রিয় করে তোলে। এদেরকে বেনজিন বলয় সক্রিয়কারীমূলক বা অর্থো-প্যারা নির্দেশক বলে।
অর্থো-প্যারা নির্দেশক গ্রুপগুলো (হ্যালোজেন পরমাণু ছাড়া) বেনজিন বলয়ের ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে এবং বলয়কে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় বেনজিন অপেক্ষা অধিক সক্রিয় করে। এ কারণে এই গ্রুপগুলোকে সক্রিয়তা বৃদ্ধিকারী গ্রুপ বা অ্যাকটিভেটিং গ্রুপ বলে। ফলে অ্যাকটিভেটিং গ্রুপ বিশিষ্ট অ্যারোমেটিক যৌগের ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বেনজিন অপেক্ষা দ্রুতগতিতে সম্পন্ন হয় ও কম তাপমাত্রায় ঘটে।
উপরিউক্ত আলোচনা থেকে বলা যাচ্ছে যে, A যৌগ (বেনজিন) এর চেয়ে B যৌগ (টলুইন) অধিক সক্রিয়।
অর্থো-প্যারা নির্দেশক গ্রুপগুলো (হ্যালোজেন পরমাণু ছাড়া) বেনজিন বলয়ের ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি করে এবং বলয়কে ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় বেনজিন অপেক্ষা অধিক সক্রিয় করে। এ কারণে এই গ্রুপগুলোকে সক্রিয়তা বৃদ্ধিকারী গ্রুপ বা অ্যাকটিভেটিং গ্রুপ বলে। ফলে অ্যাকটিভেটিং গ্রুপ বিশিষ্ট অ্যারোমেটিক যৌগের ইলেকট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বেনজিন অপেক্ষা দ্রুতগতিতে সম্পন্ন হয় ও কম তাপমাত্রায় ঘটে।
উপরিউক্ত আলোচনা থেকে বলা যাচ্ছে যে, A যৌগ (বেনজিন) এর চেয়ে B যৌগ (টলুইন) অধিক সক্রিয়।