রসায়ন দ্বিতীয় পত্র · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.১৬

লুইসের অ্যাসিড-ক্ষারক তত্ত্ব।

অ্যামোনিয়ার সাথে বোরন ট্রাইফ্লুরাইড মেশালে বিক্রিয়া হয়, অথচ কোনো H⁺ হাত বদলায় না। ব্রনস্টেড-লাউরির তত্ত্বে এটা অম্ল-ক্ষারক বিক্রিয়াই নয়। লুইস প্রশ্নটাই বদলে দিলেন: H⁺ কে দেয় সেটা না, ইলেকট্রন-জোড় কে নেয় আর কে দেয়, সেটাই আসল।

১. জোড় নেয় যে, সে অম্ল

১৯২৩ সালে জি. এন. লুইস অম্ল-ক্ষারকের ইলেকট্রনীয় তত্ত্ব দেন। তাঁর সংজ্ঞা দুই লাইনের: লুইস অম্ল হলো ইলেকট্রন-জোড় গ্রহণকারী যৌগ বা আয়ন, আর লুইস ক্ষারক হলো ইলেকট্রন-জোড় দাতা।

এই সংজ্ঞায় অম্লের তালিকা অনেক লম্বা হয়ে যায়। CO₂, SO₂, SO₃, BF₃, AlCl₃, Cu²⁺, কারো মধ্যে হাইড্রোজেন নেই, তবু সবাই লুইস অম্ল। ব্রনস্টেড-লাউরির সাথে সম্পর্কটা এক লাইনে: সব ব্রনস্টেড-লাউরি অম্ল লুইস অম্ল, কিন্তু সব লুইস অম্ল ব্রনস্টেড অম্ল নয়। H⁺ সহ সব ক্যাটায়ন, আর খালি যোজ্যতা স্তরযুক্ত প্রশম অণু, লুইস অম্ল।

ক্ষারকের দিকে দেখো: নিঃসঙ্গ জোড় ইলেকট্রনযুক্ত অণু বা ঋণাত্মক আয়ন লুইস ক্ষারক। NH₃, H₂O, OH⁻, CN⁻, Cl⁻ এর উদাহরণ; NF₃ ও তাই, কারণ N এ একটা নিঃসঙ্গ জোড় আছে। উল্টো দিকে BCl₃ এ B এর অষ্টক অপূর্ণ, তাই সে BF₃ এর মতোই লুইস অম্ল। একটা ফাঁদ আছে: H⁺ অম্ল, কারণ সে জোড় নেয়; আর H₂O ক্ষারক, কারণ সে জোড় দেয়। দুটোকে গুলিয়ো না।

চৌদ্দটা প্রজাতি দুই বাক্সে ভাগ করো।

২. জোড় কোথায় যায়

বইয়ের উদাহরণগুলোয় একই ছবি বারবার ফিরে আসে। ক্যাটায়নিক লুইস অম্লে: Cu²⁺ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄]²⁺, আর দ্রবণ হয় গাঢ় নীল। Cu²⁺ জোড় নেয়, NH₃ জোড় দেয়।

অধাতব অক্সাইডও লুইস অম্ল হতে পারে: SO₂ + H₂O → H₂SO₃।

সবচেয়ে সুন্দর উদাহরণ দুটো প্রশম অণুর মিলন: BF₃ + :NH₃ → F₃B←NH₃। NH₃ এর নিঃসঙ্গ জোড় ইলেকট্রন আছে, তাই সে লুইস ক্ষারক। BF₃ এর অষ্টক অপূর্ণ, তাই সে লুইস অম্ল। NH₃ জোড়টা দেয়, BF₃ নেয়, আর দুজনের মাঝে তৈরি হয় সমযোজী (ডেটিভ) বন্ধন।

সমাধানকৃত সমস্যা ১.৬৯ এ চারটা বিক্রিয়ায় অম্ল-ক্ষারক চিনতে হয়। (ক) CO₂ + OH⁻ → HCO₃⁻, CO₂ অম্ল। (খ) B(OH)₃ + OH⁻ → B(OH)₄⁻, B(OH)₃ অম্ল। (গ) Fe³⁺ + 6CN⁻ → [Fe(CN)₆]³⁻, Fe³⁺ অম্ল, সংকরণ d²sp³। (ঘ) HCl + NH₃ → NH₄Cl, এখানে অম্ল H⁺, আর ক্ষারক NH₃। নিচে ছয়টা বিক্রিয়া আছে: আগে অম্লে ট্যাপ করো, তারপর ক্ষারকে।

৩. নলের দুই প্রান্ত থেকে

সমস্যা ১.৭০: BF₃ (M = ১০.৮ + ৫৭ = ৬৭.৮) আর NH₃ (M = ১৭) ১৮ cm লম্বা নলের দুই প্রান্ত থেকে একসাথে ছাড়া হলো। একই সময়ে গ্যাসের যাওয়া দূরত্বের অনুপাতই ব্যাপনের হারের অনুপাত, তাই r₁/r₂ = √(১৭/৬৭.৮) = ০.৫০। BF₃ x cm গেলে NH₃ যায় (১৮ − x) cm, তাই x/(১৮ − x) = ০.৫ আর x = ৬ cm। ভারী BF₃ যায় ৬ cm, হালকা NH₃ যায় ১২ cm।

যন্ত্রে বইয়ের হিসাবটা আছে, আর একটা অনুশীলন: NH₃ ও HCl। নিজের সংখ্যাও দিতে পারো। আগে অনুমান করো, তারপর মেলাও।

৪. মিলিয়ে দেখো

তিনটা প্রশ্ন, পরীক্ষার ধাঁচে। প্রথমটা সংজ্ঞা নিয়ে।

দ্বিতীয়টায় কে জোড় নেয় সেটা ধরো।

শেষটা আগের হিসাব ধরে।

পুরো নোটটা সাতটা কার্ডে।

সূত্র: রসায়ন দ্বিতীয় পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “পরিবেশ রসায়ন”, অনুচ্ছেদ ১.১৬।