ইলেকট্রন আসক্তির বিস্তারিত

ইলেকট্রন আসক্তি (Electron Affinity)

গ্যাসীয় অবস্থায় কোনো মৌলের এক মোল বিচ্ছিন্ন পরমাণু প্রত্যেকে একটি করে এক মোলের ইলেকট্রনের সাথে যুক্ত হয়ে গ্যাসীয় বিচ্ছিন্ন এক মোল একক ঋণাত্মক চার্জযুক্ত আয়ন সৃষ্টি করতে যে পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়, তাকে সেই মোলের  ইলেকট্রন আসক্তি বলে। একে Eea দ্বারা প্রকাশ করা হয় । Eea এর মান ঋণাত্মক হয়।

F_(g) + e^–       →    F^–_(g)         Eea   =   -328 kJmol-1

Cl_(g) +  e^–    →    Cl_(g)      Eea   =    -349 kJmol-1

ইলেকট্রন আসক্তির মান ঋণাত্মক হবে নাকি ধনাত্মক হবে তা পরমাণুটির ইলেকট্রন বিন্যাস ও ইলেকট্রন গ্রহণ করে সৃষ্ট ঋণাত্মক আয়নের স্থায়িত্বের ওপর নির্ভর করে। যেমন,

(i) অপূর্ণ p-অরবিটালযুক্ত পরমাণুসমূহ ইলেকট্রন গ্রহণ করে সৃষ্ট ঋণাত্মক আয়ন অধিকতর স্থায়িত্ব লাভ করে। তাই এদের ইলেকট্রন গ্রহণের আসক্তি বেশি। থাকে এদের Eea এর মান বেশি ঋণাত্মক হয়।

F_(g) + e^–        →      F^–_(g)              Eea = -328 kJmol^-1

(ii) s-ব্লকের ধাতুসমূহের পরমাণুতে কার্যকর নিউক্লিয়ার চার্জ (Z_eff) কম থাকে। তাই এরা ইলেকট্রন গ্রহণ করতে আসক্তি দেখায় না। তাই s

ব্লকের ধাতুর পরমাণুর ইলেকট্রন আসক্তির মান কম হয় | (1A গ্রুপের মৌলে) অথবা প্রায় শূন্য হয় (2A গ্রুপের মৌলে)।

Mg    + e^–    →      Mg^–          Eea = 0 kJmol^-1

H  +  e^–        →      H^–            Eea  =  -72.8 kJmol^-1

(iii) পূর্ণ p-অরবিটালের (ns²np⁶) পরমাণু যেমন: নোভেল গ্যাসের বেলায় কার্যকর নিউক্লিয়ার চার্জ । ns²np⁶ ইলেকট্রন মেঘ দ্বারা রুদ্ধ হয়ে যায়। তাই Ne, Ar, Kr, Xe ইত্যাদির ইলেকট্রন আসক্তির মান ধনাত্মক হতে বাধ্য।

Ne   + e^–      →      Ne^–           Eea > 0 kJmol^-1 = + 29 kJmol^-1

মৌলের ইলেকট্রন আসক্তির ওপর বিভিন্ন নিয়ামকের প্রভাব :

(i) পরমাণুর আকার বৃদ্ধিতে ইলেকট্রন আসক্তি হ্রাস পায়- এটি হলো গ্রুপভিত্তিক সম্পর্ক।

(ii) যোজ্যতা স্তরে ইলেকট্রনের ঘনত্ব বৃদ্ধিতে ইলেকট্রন আসক্তি হ্রাস পায় – এটি 7A বা 17 গ্রুপে F এর বেলায় দেখা যায়। তাই হ্যালোজেনের ইলেকট্রন আসক্তির ক্রম হলো: C1 > F > Br > I> At । অনুরূপভাবে গ্রুপ-16 বা, 6A এর মৌলসমূহের ইলেকট্রন আসক্তির ক্রম হলো S> Se> Te> Po > O।

(iii) নিউক্লিয়াসে চার্জ বৃদ্ধিতে ইলেকট্রন আসক্তি বৃদ্ধি পায়; এটি পর্যায়ভিত্তিক সম্পর্ক।

প্রশ্ন: Be, Mg, N এবং নিষ্ক্রিয় গ্যাসের ইলেকট্রন আসক্তির মান ধনাত্মক কেন? ব্যাখ্যা করো।

উত্তর: Be →[He] 2s² এবং Mg → [Ne] 3s²এর সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের s-অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ থাকে এবং N→ [He] 2s²2p³ এর সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের p অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা অর্ধপূর্ণ থাকে। নিষ্ক্রিয় গ্যাসের ক্ষেত্রে ns²np⁶ ইলেকট্রন বিন্যাস অর্থাৎ অষ্টক পূর্ণ থাকে। একটি ইলেকট্রন গ্রহণের ফলে এই পরমাণুগুলোর অপেক্ষাকৃত স্থায়ী ইলেকট্রনীয় বিন্যাস বিনষ্ট হয়। তাই উক্ত পরমাণুগুলোতে নতুন ইলেকট্রনের সংযোজনে শক্তির শোষণ ঘটে অর্থাৎ এদের ইলেকট্রন অথাৎ ইলেকট্রন আসক্তি আসক্তির মান ধনাত্মক হয়।

প্রশ্ন:  একই পর্যায় মৌলগুলোর বাম থেকে ডান দিকে গেলে ইলেকট্রন আসক্তি বৃদ্ধি পায় কেন? ব্যাখ্যা করো।

একই পর্যায় মৌলগুলোর ক্ষেত্রে পারমাণবিক বৃদ্ধির সাথে সাথে ইলেকট্রন আসক্তি মান বাড়তে থাকে। এর প্রধান কারণ হচ্ছে একই পর্যায়ে  বাম থেকে ডান দিকে যাওয়ার সাথে সাথে মৌলেরে পারমাণবিক সংখ্যা অথাৎ নিউক্লিয়াসে ধনাত্মক চার্জের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। ফলে সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের ইলেকট্রনের উপর নিউক্লিয়াসে আকর্ষন বৃদ্ধি পায়। তখন পরমাণুর আকার হ্রাস পায় ফলে ইলেকট্রন আসক্তির মান বৃদ্ধি পায়।  নিষ্ক্রিয় গ্যাসের ইলেকট্রন বিন্যাসে অষ্টক পূর্ণ থাকে বলে ইলেকট্রন আসক্তির মান শূণ্য।

প্রশ্ন: Li এর ইলেকট্রন আসক্তি অপেক্ষা  Be এর ইলেকট্রন বেশি কেন ব্যাখ্যা করো?

একই পর্যায় মৌলগুলোর ক্ষেত্রে পারমাণবিক বৃদ্ধির সাথে সাথে ইলেকট্রন আসক্তি মান বাড়তে থাকে। এর প্রধান কারণ হচ্ছে একই পর্যায়ে  বাম থেকে ডান দিকে যাওয়ার সাথে সাথে মৌলেরে পারমাণবিক সংখ্যা অথাৎ নিউক্লিয়াসে ধনাত্মক চার্জের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। ফলে সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের ইলেকট্রনের উপর নিউক্লিয়াসে আকর্ষন বৃদ্ধি পায়। তখন পরমাণুর আকার হ্রাস পায় ফলে ইলেকট্রন আসক্তির মান বৃদ্ধি পায়।

প্রশ্নে Li এর ইলেকট্রন আসক্তি অপেক্ষা  Be এর ইলেকট্রন বেশি কারন Li অপেক্ষা Be আকার ছোট হওয়ায় Be পারমাণবিক সংখ্যা বা পোটন বেশি । তাই Be নিউক্লিয়াসে ধনাত্মক চার্জের সংখ্যা বেশি। ফলে সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের ইলেকট্রনের উপর Li অপেক্ষা Be নিউক্লিয়াসে আকর্ষন বৃদ্ধি পায়। ফলে Be পরমাণুর আকার হ্রাস পায় ফলে ইলেকট্রন আসক্তির মান বৃদ্ধি পায়।

একই কারণে কয়েকটি ক্ষেত্রে পর্যায়-২ বরাবর ইলেকট্রন আসক্তির ক্রম হল Li < Be, B < C, N < O, F < Ne

প্রশ্ন: Cl এর ইলেকট্রন আসক্তি  F এর ইলেকট্রন আসক্তি অপেক্ষা বেশি কেন ব্যাখ্যা করো?

অনুরুপ প্রশ্ন:

প্রশ্ন: S এর ইলেকট্রন আসক্তি O এর ইলেকট্রন আসক্তি অপেক্ষা বেশি কেন ব্যাখ্যা করো?

প্রশ্ন: P এর ইলেকট্রন আসক্তি  N এর ইলেকট্রন আসক্তি অপেক্ষা বেশি কেন ব্যাখ্যা করো?

প্রশ্ন: Al এর ইলেকট্রন আসক্তি  B এর ইলেকট্রন আসক্তি অপেক্ষা বেশি কেন ব্যাখ্যা করো?

প্রশ্ন: ইলেকট্রন আসক্তি ও গ্রুপভিত্তিক সম্পর্ক ব্যাখ্যা করো।

উত্তর: পর্যায় সারণির একই গ্রুপের মৌলগুলোর জন্য ইলেকট্রন আসক্তি উপর হতে নিচের দিকে ক্রমশ কমতে থাকে। গ্রুপে নিচের দিকে ইলেকট্রন আসক্তি কমে যাওয়ার প্রধান কারণ নিউক্লিয়াস থেকে সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের ইলেকট্রনের দুরত্ব বেড়ে যাওয়া। একই গ্রুপের মৌলগুলোর উপর থেকে নিচের দিকে নতুন নতুন শক্তিস্তর যুক্ত হওয়ায় সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরের দূরত্ব নিউক্লিয়াস থেকে বেশি। ফলে দূরবর্তী ঐ ইলেকট্রনের প্রতি নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ কম। অর্থাৎ নবাগত ইলেকট্রনটিকে ধরে রাখার প্রবণতা তত কম হবে।

গ্রুপ-VIIA এর মৌলগুলোকে ইলেকট্রন আসক্তি অনুসারে এভাবে সাজনো যায়— Cl > F > Br>I তবে VIIA গ্রুপের মৌলের ইলেকট্রন আসক্তির ক্রমে একটি ব্যতিক্রম লক্ষ করা যায়। তা হচ্ছে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি ক্লোরিন অপেক্ষা কম। কারণ ফ্লোরিনের আকার ফোট। এর ২য় শক্তিস্তরে ৭টি ইলেকট্রন থাকায় ইলেকট্রন ঘনত্ব খুব বেশি। সুতরাং, অন্য ইলেকট্রনকে আকর্ষণ করতে হলে বহিঃস্থ স্তরের ইলেকট্রনের সাথে নবাগত ইলেকট্রনের বিকর্ষণ হয়। ফলে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি কমে যায়। অন্যদিকে, ক্লোরিন ৩য় পর্যায়ের মৌল বলে এর আকার বড়। ফলে ৩য় শক্তিস্তরে ৭টি ইলেকট্রন অবস্থান করায় তাদের মধ্যে তেমন বিকর্ষণ হয় না। অন্য ইলেকট্রনকে ইহা সহজেই আকর্ষণ করতে পারে। তাই ক্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি ফ্লোরিন অপেক্ষা বেশি।

একই কারণে কয়েকটি ক্ষেত্রে শ্রেণি বরাবর ইলেকট্রন আসক্তির ব্যতিক্রম দেখা যায় । যেমন: B < Al, N < P, O < S, F < Cl