কার্বন পরমাণুর sp² সংকরায়ণ (sp² Hybridization)
দ্বিবন্ধনযুক্ত জৈব যৌগের গঠন ও রসায়ন
কার্বন পরমাণুর sp² সংকরায়ণ মূলত দ্বিবন্ধনযুক্ত জৈব যৌগ (যেমন: ইথিন বা C₂H₄) গঠনের প্রক্রিয়াকে নিখুঁতভাবে ব্যাখ্যা করে।
উত্তেজিত অবস্থা (Excited State):
স্বাভাবিক অবস্থায় কার্বনের শেষ কক্ষপথে 2টি বিজোড় ইলেকট্রন থাকে। কিন্তু বিক্রিয়াকালে কার্বন যখন সামান্য শক্তি শোষণ করে উত্তেজিত অবস্থায় পৌঁছায়, তখন 2s অরবিটাল থেকে একটি ইলেকট্রন লাফিয়ে খালি 2pz অরবিটালে চলে যায়।
এই যোজনী স্তরের 1টি গোলকাকার 2s অরবিটাল এবং 2টি ডাম্বেল আকৃতির 2p অরবিটাল (2px ও 2py) একত্রে মিশ্রিত হয়ে যায়। আর 2pz অরবিটালটি এই মিশ্রণে অংশ না নিয়ে অসংকরিত অবস্থায় থেকে যায়।
sp² সংকর অরবিটালের বৈশিষ্ট্যসমূহ
- ■ অরবিটাল সংখ্যা: যেহেতু মোট 3টি পারমাণবিক অরবিটাল মিশ্রিত হয়েছে, তাই ঠিক 3টি সমশক্তিসম্পন্ন sp² সংকর অরবিটাল তৈরি হয়।
- ■ জ্যামিতিক আকৃতি: এই 3টি সংকর অরবিটাল নিজেদের মধ্যকার ইলেকট্রন বিকর্ষণ সর্বনিম্ন করার জন্য একটি সমতলে ত্রিকোণাকার সমতলীয় (Trigonal Planar) আকৃতিতে বিন্যস্ত হয়।
- ■ বন্ধন কোণ: সংকর অরবিটালগুলোর মধ্যকার পারস্পরিক বন্ধন কোণ হয় ঠিক 120°।
- ■ অসংকরিত অরবিটালের অবস্থান: সংকরণে অংশ না নেওয়া খাঁটি ডাম্বেল আকৃতির 2pz অরবিটালটি এই ত্রিকোণাকার সমতলের সাথে লম্বভাবে (90° কোণে) উপর-নিচে অবস্থান করে।
বাস্তব উদাহরণ: ইথিন (C₂H₄) অণুর গঠন
ইথিন অণুতে দুটি কার্বন পরমাণুর প্রত্যেকটি sp² সংকরিত থাকে। এরা মূলত দুই ধরণের বন্ধন সৃষ্টির মাধ্যমে অণুটি গঠন করে:
1
সিগমা (σ) বন্ধন গঠন
- প্রতিটি কার্বন তার 3টি sp² সংকর অরবিটালের মধ্যে 2টি দিয়ে 2টি হাইড্রোজেন পরমাণুর 1s অরবিটালের সাথে মুখোমুখি উপরিপাতন (Head-on overlap) ঘটিয়ে 2টি শক্তিশালী C-H সিগমা (σ) বন্ধন তৈরি করে।
- বাকি 1টি sp² সংকর অরবিটাল অপর কার্বনের 1টি sp² সংকর অরবিটালের সাথে মুখোমুখি যুক্ত হয়ে একটি শক্তিশালী কার্বন-কার্বন (C-C) সিগমা (σ) বন্ধন তৈরি করে।
2
পাই (π) বন্ধন গঠন
এবার উভয় কার্বনের লম্বভাবে থাকা অসংকরিত 2pz অরবিটাল দুটি পরস্পরের সমান্তরালে অবস্থান করে। এরা মূল অক্ষের উপরে ও নিচে পাশাপাশি উপরিপাতিত (Sideways overlap) হয়ে একটি তুলনামূলক দুর্বল কার্বন-কার্বন পাই (π) বন্ধন তৈরি করে।
