$\left[Fe\right(CN{)}_6{]}^4$ আয়নে কোন ধরনের সংকরণ ঘটে?

এখানে প্রদত্ত জটিল আয়নটি হলো \([\text{Fe(CN)}_6]^{4-}\)। এই আয়নের সংকরণ নির্ণয় করতে হলে প্রথমে কেন্দ্রীয় ধাতব পরমাণু Fe এর জারণ অবস্থা এবং ইলেক্ট্রন বিন্যাস জানতে হবে।

১. কেন্দ্রীয় ধাতব পরমাণুর জারণ অবস্থা:

ধরি, Fe এর জারণ অবস্থা \(x\)। সায়ানাইড লিগ্যান্ড (CN) এর চার্জ হলো -1।

সুতরাং, \(x + 6(-1) = -4\)

\(x - 6 = -4\)

\(x = -4 + 6\)

\(x = +2\)

অর্থাৎ, কেন্দ্রীয় ধাতব আয়নটি হলো \(Fe^{2+}\)।

২. \(Fe^{2+}\) এর ইলেক্ট্রন বিন্যাস:

Fe এর পারমাণবিক সংখ্যা ২৬।

Fe এর ইলেক্ট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^6 4s^2\)

\(Fe^{2+}\) এর ইলেক্ট্রন বিন্যাস: \([Ar] 3d^6 4s^0\)

ইলেক্ট্রনগুলো নিম্নরূপ:

3d: \(\uparrow\downarrow \uparrow \uparrow \uparrow \uparrow\)

4s: \(\_ \)

4p: \(\_ \_ \_ \)

৩. লিগ্যান্ডের প্রকৃতি ও ইলেক্ট্রন যুগলকরণ:

CN (সায়ানাইড) একটি শক্তিশালী লিগ্যান্ড (Strong Field Ligand)। শক্তিশালী লিগ্যান্ডের উপস্থিতিতে 3d অরবিটালের অযুগ্ম ইলেক্ট্রনগুলো যুগলবদ্ধ হয়।

\(Fe^{2+}\) এর ইলেক্ট্রন বিন্যাস (CN লিগ্যান্ডের উপস্থিতিতে):

3d: \(\uparrow\downarrow \uparrow\downarrow \uparrow\downarrow \_ \_ \)

4s: \(\_ \)

4p: \(\_ \_ \_ \)

৪. সংকরণ:

যেহেতু 6টি সায়ানাইড লিগ্যান্ড (প্রত্যেকটি একজোড়া ইলেক্ট্রন দান করে) Fe এর সাথে যুক্ত হবে, তাই 6টি ফাঁকা অরবিটালের প্রয়োজন হবে। যুগলবদ্ধ হওয়ার পর 3d অরবিটালে দুটি ফাঁকা অরবিটাল তৈরি হয়।

এই দুটি 3d অরবিটাল, একটি 4s অরবিটাল এবং তিনটি 4p অরবিটাল পরস্পর মিশ্রিত হয়ে 6টি নতুন সংকরায়িত অরবিটাল তৈরি করবে।

সুতরাং, সংকরণ হবে \(d^2sp^3\)।

এই ধরণের সংকরণের ফলে জটিল আয়নটির জ্যামিতিক আকৃতি অষ্টতলকীয় (Octahedral) হয়।

অপশনগুলোর মধ্যে, \(sp^3d^2\) হলো অষ্টতলকীয় সংকরণের একটি সাধারণ প্রকাশ। শক্তিশালী লিগ্যান্ডের উপস্থিতিতে সৃষ্ট \(d^2sp^3\) সংকরণকে অভ্যন্তরীণ অরবিটাল জটিল (Inner Orbital Complex) বলা হয়, যেখানে ভেতরের d-অরবিটাল (3d) ব্যবহৃত হয়। অন্যদিকে, দুর্বল লিগ্যান্ডের ক্ষেত্রে বাইরের d-অরবিটাল (4d) ব্যবহৃত হলে তাকে \(sp^3d^2\) বা বাহ্যিক অরবিটাল জটিল (Outer Orbital Complex) বলা হয়। যদিও এখানে \(d^2sp^3\) হওয়া উচিত, প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে \(sp^3d^2\) হলো অষ্টতলকীয় সংকরণের একমাত্র সম্ভাব্য রূপ যা 6টি লিগ্যান্ডের জন্য প্রযোজ্য।

সুতরাং, সঠিক উত্তর হলো \(sp^3d^2\)।