বিগলিত NaCl বিদ্যুত পরিবাহী কিন্তু কঠিন NaCl বিদ্যুত অপরিবাহী কেন?

$NaCl$ একটি আয়নিক যৌগ।

সাধারণত, দুটি বিপরীত আধান পরস্পরের মধ্যে স্থির বৈদ্যুতিক আকর্ষণ বলের মাধ্যমে আয়নিক যৌগ গঠন করে। কঠিন অবস্থায় আয়নিক যৌগ কেলাস গঠন করে থাকে। কেলাস অবস্থায় প্রতিটি ক্যাটায়ন নির্দিষ্ট সংখ্যক অ্যানায়ন দ্বারা এবং প্রতিটি অ্যানায়ন নির্দিষ্ট সংখ্যক ক্যাটায়ন দ্বারা পরিবেষ্টিত থাকে।

উদাহরণ হিসেবে বলা যায়, সোডিয়াম ক্লোরাইড এর কেলাস গঠনে প্রতিটি সোডিয়াম আয়ন, ছয়টি ক্লোরাইড আয়ন দ্বারা এবং প্রতিটি ক্লোরাইড আয়ন, ছয়টি সোডিয়াম আয়ন দ্বারা পরিবেষ্টিত থাকে।

বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য প্রয়োজন বিচ্ছিন্ন ধনাত্নক বা ঋণাত্মক আয়ন। খাদ্য লবণ বা NaCl$NaCl$ এর জলীয় দ্রবণে ধনাত্মক আয়ন হিসেবে Na+$N{a}^{+}$ ও ঋণাত্মক আয়ন হিসেবেCl−$C{l}^{-}$বিদ্যুৎ পরিবহন করে। কঠিন অবস্থায় এদের মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল অনেক বেশি হয় এবং কোনো বিচ্ছিন্ন ধনাত্নক বা ঋণাত্মক আয়ন ও থাকে না। ফলে, বিগলিত NaCl$NaCl$ তড়িৎ পরিবহন করলেও কঠিন থাকা অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহন করে না।

বিগলিত সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) বিদ্যুৎ পরিবাহী কিন্তু কঠিন সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) বিদ্যুৎ অপরিবাহী কেন?

এই প্রশ্নের উত্তর বুঝতে হলে আমাদের কে দুইটা বিষয় বুঝতে হবে।

১। বিদ্যুৎ কিভাবে পরিবাহিত হয়

২। সোডিয়াম ক্লোরাইড এর গঠন

আমি প্রথমেই আসি বিদ্যুৎ কিভাবে পরিবাহিত হয় এই প্রসঙ্গে।

বিদ্যুৎ পরিবাহিত হতে একটা ক্যারিয়ার বা বাহক দরকার হয়। আর এই বাহকের কাজ করে থাকে ইলেকট্রন, আয়ন অথবা হোল। মুক্ত ইলেকট্রন কিমবা ভ্রাম্যমাণ আয়ন অথবা হোল বিদ্যুৎ পরিবহণ করতে পারে।

এবার আসি সোডিয়াম ক্লোরাইড এর গঠন বিষয়ে

যেকোনো মৌল বন্ধন গঠন করে স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য। সব মৌল চায় তার কাছাকাছি কোন নিষ্ক্রিয় মৌলের ইলেকট্রন বিন্যাস অর্জন করে স্থিতিশীল হতে। আমরা দেখতে পাই সোডিয়াম পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস হল ২,৮,১। এর কাছাকাছি নিষ্ক্রিয় গ্যাস হল নিয়ন যার ইলেকট্রন বিন্যাস ২,৮। তাই সোডিয়াম সহজেই একটি ইলেকট্রন দান করে নিয়নের ইলেকট্রন বিন্যাস অর্জন করে। অন্যদিকে ক্লোরিনের ইলেকট্রন বিন্যাস হল ২,৮,৭। এর কাছাকাছি নিষ্ক্রিয় গ্যাস হল আর্গন যার ইলেকট্রন বিন্যাস হল ২,৮,৮। তাই ক্লোরিন সহজেই সোডিয়ামের ত্যাগ করা একটি ইলেকট্রন গ্রহন করে আর্গনের ইলেকট্রন বিন্যাস অর্জন করে।

সোডিয়াম ইলেকট্রন ত্যাগ করে ধনাত্মক আধান হয় এবং ক্লোরিন ইলেকট্রন গ্রহন করে ঋণাত্মক আধানে পরিণত হয়। পরষ্পর বিপরীত আধান হওয়ার কারনে সোডিয়াম আয়ন ও ক্লোরিন আয়ন এঁকে অপরকে আকর্ষন করে এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড অনু উৎপন্ন হয়। ইলেকট্রন বর্জন ও গ্রহনের ফলে তৈরী এ যৌগকে আয়নিক যৌগ বলা হয়। বিপরীত আধানগুলি এমন ভাবে যুক্ত থাকে যেন ধনাত্মক আধান গুলি চতুর্দিকে ঋণাত্মক আধান দ্বারা এবং ঋণাত্মক আধান গুলির চতুর্দিকে ধনাত্মক আধান দ্বারা পরিবেষ্টিত হয়। এই কারনে আয়নিক যৌগের কেলাসের একটি নির্দিষ্ট আকার থাকে। প্রতিটি সোডিয়াম আধান ছয়টি ক্লোরিন আধান এবং প্রতিটি ক্লোরিন আধান ছয়টি সোডিয়াম আধান দ্বারা বেষ্টিত থাকে। যদি এই আয়নিক যৌগকে পোলার দ্রাবকে দ্রবিভুত করা হয় তবে এই পোলার দ্রাবকের দুই মেরুর আকর্ষনে আয়নিক যৌগ দ্রুবিভুত হয়।

এবার আসি কেন বিগলিত অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহণ করে এবং কেন কঠিন অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহণ করে না।
কঠিন অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য কোন ক্যারিয়ার থাকে না। কেননা চারপাশের ধনাত্মক আয়ন কে ঋণাত্মক আয়ন এবং ঋণাত্মক আয়ন কে ধনাত্মক আয়ন বেষ্টন করে রাখে। অন্যদিকে কোন মুক্ত ইলেকট্রন বা হোল ও থাকে না। তাই কঠিন অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহণ করে না।

বিগলিত অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য যথেষ্ট আয়ন বিদ্যমান থাকে তাই বিদ্যুৎ পরিবহণ করে।

কঠিন অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য কোন আধান বাহক থাকে না। কেননা চারপাশের ধনাত্মক আয়ন কে ঋণাত্মক আয়ন এবং ঋণাত্মক আয়ন কে ধনাত্মক আয়ন বেষ্টন করে রাখে। অন্যদিকে কোন মুক্ত ইলেকট্রন বা হোল ও থাকে না। তাই কঠিন অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহণ করে না।

বিগলিত অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য যথেষ্ট আধান বাহক[NaCl(aq)→Na+(aq)+Cl-(aq)]বিদ্যমান থাকে তাই বিদ্যুৎ পরিবহণ করে।

বিগলিত NaCl বিদ‍্যুৎ বা তড়িৎ পরিবাহী কারণ সোডিয়াম ক্লোরাইড তড়িৎযোজী যৌগ তাই এদের গলনাঙ্ক খুব বেশি হয়। উচ্চতাপ প্রয়োগ করে সোডিয়াম ক্লোরাইডকে গলিত করলে সোডিয়াম ক্লোরাইডের মধ্যে উপস্থিত আয়নিক বন্ধন অর্থাৎ Na+ এবং Cl- আয়নগুলির মধ‍্যে কুলম্বীয় আকর্ষণ বল হ্রাস পায়। এর ফলে আয়নগুলি মুক্তভাবে চলাচল করতে পারে। তড়িৎ বিশ্লেষ‍্য পরিবাহীতে মুক্ত আয়নগুলি তড়িৎ পরিবহন করতে পারে। সেজন‍্য বিগলিত NaCl তড়িৎ পরিবহন করতে পারে।

কঠিন NaCl বিদ‍্যুৎ বা তড়িৎ অপরিবাহী কারণ সোডিয়াম ক্লোরাইড একটি কঠিন তড়িৎযোজী বা আয়নীয় যৌগ। আয়নীয় যৌগগুলি ক‍্যাটায়ণ ও অ‍্যানায়ন গুলি তীব্র কুলম্বীয় আকর্ষণ বল দ্বারা যুক্ত থাকে। এর ফলে সোডিয়াম ক্লোরাইড আয়নগুলি অর্থাৎ Na+ ( ক‍্যাটায়ন) ও Cl-(অ‍্যানায়ন) মুক্ত অবস্থায় থাকে না। তড়িৎ বিশ্লেষ‍্য পরিবাহীতে মুক্ত আয়নগুলি তড়িৎ পরিবহন করে। তাই কঠিন NaCl তড়িৎ পরিবহন করতে পারে না অর্থাৎ অপরিবাহী।