কপারের যোজনী +২ কেন হয়? যেহেতু 3d9 বলতে অস্থিতিশীল অবস্থা বোঝায় তাহলে +২ কেন হবে? তাহলে তো cu2+ অস্থিতিশীল হওয়ার কথা।

প্রথমেই আপনার স্থিতিশীলতার ব্যাখ্যা দেই। তারপর বিস্তারিত বলি।

Cu²+ আয়নের সর্ববহিঃস্থ কক্ষের 3s ও 3p উপকক্ষ দুটি ইলেকট্রন দ্বারা পরিপূর্ণ থাকে কিন্তু 3d উপকক্ষে ইলেকট্রন থাকে মাত্র 9টি। অর্থাৎ, 3d উপকক্ষটি ইলেকট্রন দ্বারা পরিপূর্ণ বা অর্ধপূর্ণ এর মধ্যেই এর কোনোটিই নয়। সুতরাং, Cu+ আয়নের স্থায়িত্ব Cu²+ আয়নের স্থায়িত্ব অপেক্ষা বেশি হবে এটাই স্বাভাবিক নিয়ম। এক্ষেত্রে কিন্তু নিয়মের ব্যতিক্রম ঘটে। Cu+ আয়নের নিউক্লিয়াসের 29টি প্রোটন 28টি ইলেকট্রন কে অপেক্ষাকৃত কম বল দ্বারা নিউক্লিয়াসের দিকে আকর্ষণ করে। পক্ষান্তরে, Cu²+ আয়নের ক্ষেত্রে 29টি প্রোটন 27টি ইলেকট্রন কে অপেক্ষাকৃত আরো বেশি বল দ্বারা নিউক্লিয়াসের দিকে আকর্ষণ করে। সুতরাং, উপকক্ষ ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ বা অর্ধপূর্ণ নিয়মটির ব্যাতিক্রম ঘটিয়ে Cu²+ আয়ন, Cu+ আয়ন অপেক্ষা বেশি সুস্থিত হয়। তাই Cu এর যোজনী 1 অপেক্ষা 2 বেশি স্থায়ী হয়।

বিস্তারিত:

সাধারণ অবস্থায় একটি মৌল তখনই স্থিতিশীলতা অর্জন করে যখন তার শক্তিস্তরে কাঙ্ক্ষিত সংখ্যক ইলেকট্রন অর্জিত হয়। যার মান ১ম শক্তিস্তরে ২টি, ২য় শক্তিস্তরে ৮টি, ৩য় শক্তিস্তরে ৮ বা ১৮ টি ইলেকট্রন ইত্যাদি। এছাড়াও মৌলের স্থিতিশীল ইলেকট্রন বিন্যাস অর্জনের কিছু নিয়ম আছে। যেমন:

ইলেকট্রন সর্বদা এর নিম্নতম শক্তিস্তরগুলোতে প্রবেশ করে এবং ক্রমান্বয়ে উচ্চতর শক্তিস্তরে প্রবেশ করে। ক্রমটি হলো: 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s। ( আউফবাউ নীতি অনুসারে )

আবার অসম্পূর্ন বা আংশিক পূর্ণ অরবিটাল অপেক্ষা অর্ধপূর্ণ বা পরিপূর্ণ শক্তি স্তর বিশিষ্ট ইলেকট্রন বিন্যাস অধিক সুস্থিত।

এছাড়াও একই শক্তিসম্পন্ন শক্তিস্তরে ইলেকট্রনগুলো এমন ভাবে প্রবেশ করে যেন তারা সর্বাধিক বিজোড় অবস্থায় থাকতে পারে এবং এই বিজোড় ইলেকট্রনগুলোর স্পিন একমুখী হয়। ( হুন্ডের নীতি অনুসারে )

Cu(29) এর সাধারণ অবস্থায় ইলেকট্রন বিন্যাস:

Cu(29) → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

→ 2, 8, 18, 1

এখানে, 4s ও 3d শক্তিস্তর দুটি একই শক্তিসম্পন্ন শক্তিস্তর নয় ( 3d=3+2=5, 4s=4+0=4 )। তাই আউফবাউ নীতি অনুসারে 4s² 3d⁹ অর্থাৎ নিম্ন শক্তিস্তর আগে পূর্ণ হওয়ার কথা। কিন্তু 3d⁹ একটি আংশিক পূর্ণ অরবিটাল হওয়ায় ইলেকট্রন বিন্যাস 4s¹ 3d¹⁰ হয়েছে। ফলে 4s অরবিটালটি অর্ধপূর্ণ ও 3d অরবিটালটি পরিপূর্ণ হয়েছে এবং Cu একটি সুস্থিত ইলেকট্রন কাঠামো অর্জন করেছে।

কোন মৌল যৌগ গঠনের সময় তার সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তর থেকে যে কয়টি ইলেকট্রন ত্যাগ, গ্রহণ বা শেয়ার করে তাকে ওই মৌলের যোজনী বলা হয়।

তাহলে সাধারন অবস্থায় Cu এর সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তর অর্থাৎ ৪র্থ শক্তিস্তর থেকে ১টি ইলেকট্রন ত্যাগ করে যোজনী ১ প্রদর্শন করে। এটি হলো Cu এর সাধারণ অবস্থায় প্রদর্শিত যোজনী।

এখন আমরা যদি Cu কে কিছুটা শক্তি প্রদান করি তাহলে Cu এর সমশক্তিস্তর গুলোর ইলেকট্রন উত্তেজিত হবে এবং শক্তি শোষণ এর মাধ্যমে উচ্চতর শক্তিস্তরে স্থানান্তরিত হবে। ( বোর পরমাণু মডেল অনুসারে )। Cu এর সাধারণ অবস্থা ও উত্তেজিত অবস্থায় বিস্তারিত ইলেকট্রন বিন্যাস:

সাধারণ অবস্থায় 3dz² অরবিটালের ইলেকট্রন সংখ্যা থাকে 2টি। শক্তি প্রদানের ফলে এর ইলেকট্রন 2টি উত্তেজিত হয়ে উচ্চতম শক্তিস্তর 4s অরবিটালে প্রবেশ করে। এর ফলে Cu এর একমুখী স্পিন বিশিষ্ট বিজোড় ইলেকট্রন কাঠামো অর্জিত হয় ( হুন্ডের নিয়ম অনুসরণ করল কিন্তু )।

আবার এই উত্তেজিত *Cu(29) পরমাণু যৌগ গঠনের সময় এর সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তর অর্থাৎ ৪র্থ শক্তিস্তর থেকে ২টি ইলেকট্রন ত্যাগ করতে পারে ফলে কপার ২ যোজনীও প্রদর্শন করে।