কক্ষকীয় সংকরায়ণ

রসায়নে কক্ষকীয় সংকরায়ণ (ইংরেজি: Orbital hybridization) হল দুই বা ততোধিক পারমাণবিক কক্ষক-এর মিশ্রণ ও নতুন সংকর কক্ষকের সৃষ্টি যার আকার, আকৃতি, শক্তি সবকিছুই সাধারণ কক্ষকের থেকে আলাদা। এটি যোজনী বন্ধন তত্ত্বকে সমর্থন করে। যেমন, কার্বন মিথেন অণু গঠনের সময় চারটি হাইড্রোজেন-এর প্রতিটির সঙ্গে একটি সমযোজী একবন্ধন গঠন করে। এই বন্ধন চারটি কার্বনের চারটি sp³ ও চারটি হাইড্রোজেনের প্রতিটির একটি s কক্ষকের মুখোমুখি সংযোগের ফলে সৃষ্ট ও এর আকৃতি চতুস্তলকীয়। এটি অণুর জ্যামিতি বর্ণনা করতে সক্ষম। সাধারণত যে কক্ষকগুলির শক্তির তফাৎ কম বা খুব একটা বেশি না, তারা সংকর কক্ষক গঠনে অংশ নেয়।^[১]

ইতিহাস

রসায়নবিদ লিনাস পাউলিং মিথেন অণুর গঠন ব্যাখ্যা করতে গিয়ে প্রথম সংকরায়ণের ধারণা দেন (১৯৩১)।^[২] তিনি লক্ষ্য করেন মিথেন এর চারটি C—H বন্ধনই সমান দৈর্ঘ্যের ও সমান শক্তিবিশিষ্ট। অথচ কার্বনের একটি s ও তিনটি p কক্ষক বর্তমান যাদের শক্তির তফাৎ বর্তমান। s ও p কক্ষক আবার নিজেদের সাথে ৯০° কোণে থাকে কিন্তু, C—H বন্ধন গুলি নিজেদের মধ্যে ১০৯.৫° কোণে আনত।^[৩] তখন তিনি s ও p উভয়ের সংকরায়ণের ফলে সৃষ্ট সংকর কক্ষকের ধারণা দেন, যাদের ধর্মাবলী s ও p এর সাথে মেলেনা, এদের শক্তিস্তর s ও p এর মধ্যবর্তী। মিথেনের ক্ষেত্রে sp³ সংকরায়ণের কথা তিনি বলেন যেহেতু একটি s কক্ষক ও তিনটি p কক্ষকের সংকরায়ণের ফলে সংকর কক্ষকের সৃষ্টি।^[৪]

প্রকারভেদ

sp^x সংকরায়ণ

সর্বগাঙ্ক সংখ্যা	আকার	সংকরায়ণ	উদাহরণ
২	রৈখিক	sp সংকরায়ণ (১৮০°)	CO₂
৩	ত্রিকোণীয় সামতলিক	sp² সংকরায়ণ (১২০°)	BCl₃
৪	চতুস্তলকীয়	sp³ সংকরায়ণ (১০৯.৫°)	CCl₄
আন্তঃকক্ষকীয় কোণ^[৫]	$\theta =\arccos \left(-{\frac {1}{x}}\right)$

sp^xd^y সংকরায়ণ

সর্বগাঙ্ক সংখ্যা	আকার	সংকরায়ণ	উদাহরণ
৪	বর্গাকার সামতলিক	sp²d সংকরায়ণ	PtCl₄²⁻
৫	ত্রিকোণীয় দ্বি-পিরামিডীয়	sp³d সংকরায়ণ	Fe(CO)₅
৫	বর্গ-পিরামিডীয়	sp³d সংকরায়ণ	MnCl₅²⁻
৬	অষ্টতলকীয়	sp³d² সংকরায়ণ	Mo(CO)₆
৭	পঞ্চকোণীয় দ্বি-পিরামিডীয়	sp³d³ সংকরায়ণ	ZrF₇³⁻
	Capped octahedral		MoF₇⁻
	Capped trigonal prismatic		TaF₇²⁻
৮	Square antiprismatic	sp³d⁴ সংকরায়ণ	ReF₈⁻
	দ্বাদশতলকীয়		Mo(CN)₈⁴⁻
	Bicapped trigonal prismatic		ZrF₈⁴⁻
৯	Tricapped trigonal prismatic	sp³d⁵ সংকরায়ণ	ReH₉²⁻
৯	Capped square antiprismatic	sp³d⁵ সংকরায়ণ

আণবিক জ্যামিতি ও সংকরায়ণ

সংকরায়ণ অণুর আকৃতি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে, যেহেতু বন্ধনের মধ্যে কোণগুলি প্রায় সংকর কক্ষকের মধ্যেকার কোণের সমান। এটি যোজ্যতা কক্ষ ইলেক্ট্রন-জোড় বিকর্ষণ (VSEPR) তত্ত্ব এর বিপরীতে, যা ভ্যালেন্স-বন্ড বা অরবিটাল তত্ত্বের পরিবর্তে অভিজ্ঞতামূলক নিয়মের ভিত্তিতে আণবিক জ্যামিতির পূর্বাভাস দিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।^[৬]

তথ্যসূত্র

↑ Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (২০০৫)। Inorganic Chemistry (2nd সংস্করণ)। Pearson Prentice-Hal। পৃষ্ঠা 100। আইএসবিএন 0130-39913-2।
↑ Pauling, L. (১৯৩১), "The nature of the chemical bond. Application of results obtained from the quantum mechanics and from a theory of paramagnetic susceptibility to the structure of molecules", Journal of the American Chemical Society, 53 (4): 1367–1400, ডিওআই:10.1021/ja01355a027
↑ Brittin, W. E. (১৯৪৫)। "Valence Angle of the Tetrahedral Carbon Atom"। J. Chem. Educ.। 22 (3): 145। ডিওআই:10.1021/ed022p145। বিবকোড:1945JChEd..22..145B।
↑ L. Pauling The Nature of the Chemical Bond (3rd ed., Oxford University Press 1960) p.111–120.
↑ Weinhold, Frank; Landis, Clark R. (২০০৫)। Valency and bonding: A Natural Bond Orbital Donor-Acceptor Perspective। Cambridge: Cambridge University Press। পৃষ্ঠা 367, 374–376, 381–383। আইএসবিএন 978-0-521-83128-4।
↑ Gillespie, R.J. (২০০৪), "Teaching molecular geometry with the VSEPR model", Journal of Chemical Education, 81 (3): 298–304, ডিওআই:10.1021/ed081p298 , বিবকোড:2004JChEd..81..298G

[1] Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (২০০৫)। Inorganic Chemistry (2nd সংস্করণ)। Pearson Prentice-Hal। পৃষ্ঠা 100। আইএসবিএন 0130-39913-2।

[2] Pauling, L. (১৯৩১), "The nature of the chemical bond. Application of results obtained from the quantum mechanics and from a theory of paramagnetic susceptibility to the structure of molecules", Journal of the American Chemical Society, 53 (4): 1367–1400, ডিওআই:10.1021/ja01355a027

[3] Brittin, W. E. (১৯৪৫)। "Valence Angle of the Tetrahedral Carbon Atom"। J. Chem. Educ.। 22 (3): 145। ডিওআই:10.1021/ed022p145। বিবকোড:1945JChEd..22..145B।

[4] L. Pauling The Nature of the Chemical Bond (3rd ed., Oxford University Press 1960) p.111–120.

[NBO_Perspective-5] Weinhold, Frank; Landis, Clark R. (২০০৫)। Valency and bonding: A Natural Bond Orbital Donor-Acceptor Perspective। Cambridge: Cambridge University Press। পৃষ্ঠা 367, 374–376, 381–383। আইএসবিএন 978-0-521-83128-4।

[6] Gillespie, R.J. (২০০৪), "Teaching molecular geometry with the VSEPR model", Journal of Chemical Education, 81 (3): 298–304, ডিওআই:10.1021/ed081p298 , বিবকোড:2004JChEd..81..298G

[১]

[২]

[৩]

[৪]

[৫]

[৬]