অরবিটাল কী? (জ্ঞানমূলক)

রক্ত একটি বাফার দ্রবণ কারণ এটি শরীরের বিপাকক্রিয়ার ফলে সৃষ্ট অ্যাসিড ও ক্ষারকে প্রশমিত করে রক্তের pH মানকে একটি নির্দিষ্ট সীমার (সাধারণত 7.35 থেকে 7.45) মধ্যে প্রায় স্থির রাখে। রক্তের প্রধান বাফার ব্যবস্থা হলো কার্বনিক অ্যাসিড-বাইকার্বনেট বাফার সিস্টেম, ফসফেট বাফার সিস্টেম এবং প্রোটিন বাফার সিস্টেম।

এই কার্বনিক অ্যাসিড-বাইকার্বনেট ব্যবস্থায় দুর্বল অ্যাসিড কার্বনিক অ্যাসিড (\(H_2CO_3\)) এবং এর অনুবন্ধী ক্ষার বাইকার্বনেট আয়ন (\(HCO_3^-\)) থাকে। যখন রক্তে কোনো অতিরিক্ত অ্যাসিড (\(H^+\)) প্রবেশ করে, তখন বাইকার্বনেট আয়ন (\(HCO_3^-\)) সেটিকে প্রশমিত করে; আবার যখন অতিরিক্ত ক্ষার (\(OH^-\)) প্রবেশ করে, তখন কার্বনিক অ্যাসিড (\(H_2CO_3\)) সেটিকে প্রশমিত করে। এই উপাদানগুলো তাদের সাথে বিক্রিয়া করে রক্তের pH এর উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন প্রতিরোধ করে, যা জীবনধারণের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

উদ্দীপকের পর্যায় সারণীর অংশ থেকে দেখা যায় যে, P মৌলটি ৩য় পর্যায়ের ১৩ নম্বর গ্রুপে অবস্থিত, যা অ্যালুমিনিয়াম (Al) মৌলকে নির্দেশ করে। অনুরূপভাবে, Z মৌলটি ৩য় পর্যায়ের ১৭ নম্বর গ্রুপে অবস্থিত, যা ক্লোরিন (Cl) মৌলকে নির্দেশ করে। সাধারণ তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়াম ট্রাইক্লোরাইড (\(PZ_3\)) অণু আকারে বিদ্যমান থাকে, কিন্তু P (অ্যালুমিনিয়াম) একটি ইলেকট্রন ঘাটতিপূর্ণ মৌল হওয়ায় এটি নিম্ন তাপমাত্রায় বা গ্যাসীয় অবস্থায় দ্বৈত অণু (\(P_2Z_6\)) গঠন করে।

\(PZ_3\) (অ্যালুমিনিয়াম ট্রাইক্লোরাইড) অণুতে কেন্দ্রীয় P (অ্যালুমিনিয়াম) পরমাণুর সর্ববহিঃস্থ স্তরে তিনটি Z (ক্লোরিন) পরমাণুর সাথে তিনটি সমযোজী বন্ধন গঠনের পর মোট ছয়টি ইলেকট্রন থাকে। অষ্টক পূরণের জন্য এর আরও দুটি ইলেকট্রন প্রয়োজন। এই ইলেকট্রন ঘাটতির কারণে \(PZ_3\) একটি লুইস অ্যাসিডের (Lewis acid) মতো আচরণ করে এবং এটি অস্থিতিশীল থাকে।

অষ্টক পূরণের মাধ্যমে স্থায়িত্ব অর্জনের জন্য, নিম্ন তাপমাত্রায় বা গ্যাসীয় অবস্থায় দুটি \(PZ_3\) অণু একত্রিত হয়ে একটি দ্বৈত অণু, \(P_2Z_6\) গঠন করে। এই দ্বৈত অণুতে, দুটি Z (ক্লোরিন) পরমাণু সেতু বন্ধন (bridging bond) হিসেবে কাজ করে। প্রতিটি সেতু বন্ধনকারী Z পরমাণু তার একটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল অন্য P (অ্যালুমিনিয়াম) পরমাণুকে দান করে একটি সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধন তৈরি করে। এর ফলে, উভয় P পরমাণুই আটটি করে ইলেকট্রন লাভ করে এবং স্থিতিশীলতা অর্জন করে।

ইলেকট্রন আসক্তি হলো গ্যাসীয় অবস্থায় বিচ্ছিন্ন কোনো পরমাণুতে একটি ইলেকট্রন যুক্ত করে ঋণাত্মক আয়নে পরিণত করতে যে পরিমাণ শক্তি নির্গত বা শোষিত হয়। সাধারণত, একটি নিরপেক্ষ পরমাণু ইলেকট্রন গ্রহণ করে স্থিতিশীল হলে শক্তি নির্গত হয় এবং সেক্ষেত্রে ১ম ইলেকট্রন আসক্তির মান ঋণাত্মক হয়। তবে, কিছু পরমাণুর ক্ষেত্রে ইলেকট্রন যুক্ত করলে স্থিতিশীলতা হ্রাস পেলে বা বিদ্যমান স্থিতিশীল ইলেকট্রন বিন্যাস বিঘ্নিত হলে শক্তি শোষণ করতে হয়, তখন ১ম ইলেকট্রন আসক্তির মান ধনাত্মক হয়।

উদ্দীপকের চিত্রানুযায়ী, R মৌলটি পর্যায় সারণীর ২য় পর্যায় এবং ১৬ নং গ্রুপে অবস্থিত। এটি হলো অক্সিজেন (O)। এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো \(1s^2 2s^2 2p^4\)। অন্যদিকে, Q মৌলটি পর্যায় সারণীর ২য় পর্যায় এবং ১৫ নং গ্রুপে অবস্থিত। এটি হলো নাইট্রোজেন (N)। এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো \(1s^2 2s^2 2p^3\)।

R মৌল (অক্সিজেন) এর ক্ষেত্রে, এর সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরে ৬টি ইলেকট্রন বিদ্যমান। স্থিতিশীল অষ্টক (octet) পূরণের জন্য এর আরও ২টি ইলেকট্রনের প্রয়োজন হয়। যখন একটি নিরপেক্ষ অক্সিজেন পরমাণু একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে \(O^-\) আয়নে পরিণত হয়, তখন শক্তি নির্গত হয় কারণ ইলেকট্রন গ্রহণে এটি অধিক স্থিতিশীলতার দিকে ধাবিত হয়। এই প্রক্রিয়াটি তাপোৎপাদী (exothermic), তাই অক্সিজেনের ১ম ইলেকট্রন আসক্তি ঋণাত্মক (যেমন, O (g) + e^- → O^- (g); ΔH = -141 kJ/mol)।

অন্যদিকে, Q মৌল (নাইট্রোজেন) এর ক্ষেত্রে, এর সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরে ৫টি ইলেকট্রন রয়েছে এবং এর \(2p\) অরবিটালটি অর্ধপূর্ণ (\(2p^3\)) অবস্থায় বিদ্যমান, যা নাইট্রোজেন পরমাণুকে তুলনামূলকভাবে অতিরিক্ত স্থিতিশীলতা প্রদান করে। এই স্থিতিশীল অর্ধপূর্ণ অরবিটালে অতিরিক্ত একটি ইলেকট্রন যোগ করতে হলে শক্তির প্রয়োজন হয়, কারণ ইলেকট্রন গ্রহণ প্রক্রিয়াটি এর স্থিতিশীলতাকে বিঘ্নিত করে। তাই নাইট্রোজেনের ১ম ইলেকট্রন আসক্তি ঋণাত্মক না হয়ে ধনাত্মক হয় (যেমন, N (g) + e^- → N^- (g); ΔH = +7 kJ/mol)। সুতরাং, উদ্দীপকের R মৌলের ১ম ইলেকট্রন আসক্তি ঋণাত্মক হলেও Q মৌলের ক্ষেত্রে তা অনুরূপ নয়, বরং ধনাত্মক।