d-ব্লক মৌল সমূহের রসায়ন

সাধারণ তথ্য :

যে সকল মৌলের d অরবিটালে ক্রমান্বয়ে ইলেক্ট্রন প্রবেশ করতে থাকে, তাদেরকে d–ব্লক মৌল বলে।

অবস্থান্তর মৌলের d–অরবিটাল ইলেক্ট্রন দ্বারা আংশিক পূর্ণ থাকে।

 

অবস্থান্তর মৌলসমূহের নিম্নোক্ত বৈশিষ্ট্য থাকে-

পরিবর্তনশীল জারণ অবস্থা

প্রভাবকরূপে ক্রিয়া

জটিল আয়ণ গঠন

বর্ণযুক্ত আয়ন সৃষ্টি

প্যারা চুম্বকীয় ধর্ম

 

d-ব্লক মৌলের শ্রেণীবিভাগ :

 

3d-ব্লক মৌল বা ১ম অবস্থান্তর সিরিজ :

Sc(21) থেকে Zn(30)

 

4d-ব্লক মৌল বা ২য় অবস্থান্তর সিরিজ :

Y(39) থেকে Cd(48)

 

5d-ব্লক মৌল বা ৩য় অবস্থান্তর সিরিজ :

La(57) এবং Hf(72) থেকে Hg(80)

 

6d-ব্লক মৌল বা ৪র্থ অবস্থান্তর সিরিজ :

Ac(89) এবং Rf(104) থেকে Mt(109)

 

 

১ম সিরিজের d–ব্লক মৌলগুলোর ইলেক্ট্রন বিন্যাস :

Sc(21)⟶1s22s22p63s23p64s23d1

Ti(22) ⟶1s22s22p63s23p64s23d2

V(23) ⟶1s22s22p63s23p64s23d3

Cr(24) ⟶1s22s22p63s23p64s13d5

Mn(25) ⟶1s22s22p63s23p64s23d5

Fe(26) ⟶1s22s22p63s23p64s23d6

Co(27) ⟶1s22s22p63s23p64s23d7

Ni(28) ⟶1s22s22p63s23p64s23d8

Cu(29) ⟶1s22s22p63s23p64s13d10

Zn(30) ⟶1s22s22p63s23p64s23d10

 

গুরুত্বপূর্ণ তথ্য :

  • মহাশূণ্য ক্যাপসুল টাইটেনিয়াম ধাতু দ্বারা তৈরি করা হয়
  • লিগ্যান্ড হল নিঃসঙ্গ ইলেক্ট্রন যুগলধারী আয়ন বা যৌগ অণু
  • সাধারণ লিগ্যান্ড হল- :NH3, :OH2, :CL- প্রভৃতি
  • ফেরোক্রোম ইস্পাত শিল্পে বিভিন্ন শ্রেণীর মরিচাহীন ইস্পাত প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয়।
  • ক্রোমিয়ামের সবচেয়ে সুস্থিত জারণ অবস্থা হল Cr(+3)
  • রং শিল্পে ও ক্রোম ট্যানিং এর কাজে ডাইক্রোমেট ব্যবহৃত হয়
  • ভূত্বকের প্রায় 4.15% হল লৌহের যৌগ
  • জিংক ধাতুকে প্রধানত ইস্পাতের গ্যালভানাইজিং করতে ব্যবহার করা হয়
  • ম্যাঙ্গানিজের (+2) জারণ অবস্থা অত্যন্ত স্থায়ী অবস্থা
  • নিকেল ম্যাটে Ni থাকে 55%
  • স্কেন্ডিয়ামকে অবস্থান্তর মৌল বলা যায় না
  • আয়রন, কোবাল্ট ও নিকেল হল ফেরোম্যাগনেটিক
  • ম্যাগনেটাইট এর সংকেত- Fe3O4
  • মরিচার সংকেত- 2Fe2O3.3H2O
  • ব্লিস্টার কপারে কপার থাকে
  • ভস্মীকৃত লৌহ আকরিক, কোক কার্বন ও চুনাপাথরকে যথাক্রমে 8:4:1 অনুপাতে মিশ্রিত করে মিশ্রণটিকে বাত্যাচুল্লীতে যোগ করা হয়
  • ZnO একটি উভধর্মী অক্সাইড
  • ZnCl2 এর জলীয় দ্রবণে অম্লীয়
  • জিংক ও ZnO এর মিশ্রণকে জিংক ডাস্ট বলে
  • স্পেল্টারে জিংক থাকে 97-98%
  • সোডিয়াম জিংকেট- Na2ZnO2
  • ZnO কে ফিলোসোফার উল বলে
  • এর ৫টি জারণ মান আছে। এই জারণ মানগুলো যথাক্রমে +2, +3, +4, +6, +7 নিম্নজারণ অবস্থার অক্সাইড ক্ষারধর্মী, উচ্চ জারণ অবস্থার অক্সাইড অম্লধর্মী।

 

 

আকরিকসমূহ :

 

টাইটানিয়াম-র আকরিক :

রুটাইল- TiO2

ইলমেনাইট- FeTiO3

 

ক্রোমিয়াম-র আকরিক :

ক্রোমাইট- FeO.Cr2O3

ক্রোম ওকোর- Cr2O3

ক্রোকইট- PbCrO4

 

ম্যাঙ্গানিজ-র আকরিক :

পাইরোলুসাইট- MnO2

ব্রিউনাইট- Mn2O3

ম্যাঙ্গানাইট- Mn2O3.H2O

হুসম্যানাইট- Mn3O4

 

আয়রন-র আকরিক :

ম্যাগনেটাইট- Fe3O4

রেড হিমাটাইট- Fe2O3

লিমোনাইট- 2Fe2O3.3H2O

সাইডেরাইট- FeCO3

আয়রন পাইরাইটস- FeS2

 

কপার- আকরিক

কপার গ্লান্স- Cu2S

কপার পাইরাইটস- CuFeS2

কিউপ্রাইট- Cu2O

ম্যালাকাইট- CuCO3.Cu(OH)2

 

জিংক-র আকরিক :

জিংক ব্লেড- ZnS

কেলামিন- ZnCO3

জিংকাইট- ZnO

 

নিকেল-র আকরিক :

নিকেল গ্লান্স- NiAsS

নিকোলাইট- NiAs

পেন্টল্যানডাইট- (Ni.Cu.Fe)S

মিলিরাইট- NiS

স্মলটাইট- (Ni.Co.Fe)As2

 

 

 

ফোরোক্রোম :

Cr- 65%

Fe- 35%

 

ঢালাই লৌহ :

C- 2-4.5%

Si- 1-1.5%

Mn- 0.4%

P- 0.1%

 

 

কপারের ধাতু সংকর :

 

১. ব্রাস বা পিতল : Cu (60-80%) + Zn (40-20%)

ব্যবহার- কলস, পানির ট্যাপ, শীতল নল ও কার্টুজের খোলস তৈরিতে

 

২. জার্মান সিলভার : Cu (30-50%) + Zn (35-40%) + Ni (10-35%)

ব্যবহার- বাসনপত্র, অলংকার ও রেজিস্ট্যান্স বক্স তৈরিতে

 

৩. ব্রোঞ্জ বা কাঁসা : Cu (75-90%) + Sn(টিন) (10-25%)

ব্যবহার- থালা বাসন, ঘণ্টা বা বেল, ধাতব মূর্তি, ধোপার ইস্ত্রি তৈরিতে

 

৪. মোনেল মেটাল : Cu (30%) + Ni (67%) + I ও Mn (আয়রন ও ম্যাঙ্গানিজ) (3%)

ব্যবহার- রাসায়নিক ক্রিয়ারোধী, তাই ক্ষারশিল্পে ব্যবহৃত পাত্র, ইঞ্জিনের যন্ত্রাংশ ও বৈদ্যুতিক রোধক তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

 

৫. সিলিকা ব্রোঞ্জ :

ব্যবহার- খুবই শক্ত, ক্ষয়রোধী ও উত্তম বিদ্যুৎ-পরিবাহী, তাই টেলিফোন, টেলিগ্রাফ প্রভৃতির ঝুলন্ত তার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

 

 

জিংকের ধাতু সংকর :

 

১. ব্রাস বা পিতল : Cu (60-80%) + Zn (40-20%)

ব্যবহার- কলস, পানির ট্যাপ, শীতল নল ও কার্টুজের খোলস তৈরিতে

 

২. জার্মান সিলভার : Cu (30-50%) + Zn (35-40%) + Ni (10-35%)

ব্যবহার- বাসনপত্র, অলংকার ও রেজিস্ট্যান্স বক্স তৈরিতে

 

৩. গান মেটাল : Cu (88%) + Zn (2%) + Sn (টিন) (10%)

ব্যবহার- সমরাস্ত্র যেমন- গান, কামান, যন্ত্রাংশ- পাইপ ফিটিং ভালব, পাম্পের পিস্টন, গিয়ার, বল-বিয়ারিং, প্রভৃতি তৈরিতে

 

 

অবস্থান্তর ধাতুসমূহের আয়নের বর্ণ :

আয়ন

বর্ণ

আয়ন

বর্ণ

Sc3+

বর্ণহীন

Fe2+

সবুজ

Ti3+

রক্ত বর্ণ

Fe3+

হালকা বাদামী

V3+

সবুজ

Co2+

গোলাপী

Cr3+

হালকা সবুজ

Ni2+

সবুজ

Mn3+

বেগুনী

Cu2+

নীল

Mn2+

হালকা গোলাপী/ বর্ণহীন

Zn2+

বর্ণহীন

 

 

4টি জটিল যৌগের নাম ও সংকেত :

জটিল যৌগের নাম

সংকেত

টেট্রা অ্যামিন কপার (ii) সালফেট

[Cu(NH3)4]SO4

পটাশিয়াম হেক্সা সায়ানো ফেরেট (iii)

K­3[Fe(CN)6]

পটাশিয়াম হেক্সা সায়ানো ফেরেট (ii)

K4[Fe(CN)6]

ডাই অ্যামিন সিলভার (i) ক্লোরাইড

[Ag(NH3)2]Cl

 

কিছু গুরুত্বপূর্ণ ইস্পাতের সংকর :

ইস্পাতের সংকর

ধর্ম

ব্যবহার

টাংস্টেন ইস্পাত (18% W, 81% Fe, 1% C)

উচ্চ গলনাংক বিশিষ্ট ও শক্ত

উচ্চ ঘূর্ণন যন্ত্রপাতি তৈরিতে

ক্রোমিয়াম ইস্পাত (2% Cr, 97% Fe, 1% C)

শক্ত, ঘর্ষণরোধী

বল বিয়ারিং পস্তুতিতে

ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত (13% Mn, 86% Fe, 1% C)

ঘর্ষণরোধী ও অত্যন্ত শক্ত

উপগ্রহের যন্ত্রপাতি, রেললাইন প্রস্তুতিতে

মরিচাহীন ইস্পাত (18% Cr, 8% Ni, 73% Fe, 1% C)

মরিচারোধী

কাটলারি, গাড়ির যন্ত্রাংশ, সিংক, খাদ্যবস্তু, ওষুধাদি ও রাসায়নিক বস্তুর শিল্পক্ষেত্রে

 

 

Fe++ ও Fe+++ এর রাসায়নিক বিক্রিয়ায় পার্থক্য :

 

 

 

NH4OH

FeSO4+NH4OH⟶Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4

                        সবুজ

FeCl3+NH4OH⟶Fe(OH)3↓+NH4CL

                     বাদামী

NH4CNS

কোন বিক্রিয়া ঘটে না

FeCl3+NH4CNS⟶(CNS)Cl2↓+NH4Cl

                      রক্ত লাল

 

 

 

অবস্থান্তর ধাতুর হাইড্রক্সাইড ও তাদের বর্ণ :

ক্যাটায়ন

অধঃক্ষিপ্ত ধাতব হাইড্রক্সাইড

অধঃক্ষেপের বর্ণ

Cr3+

Cr(OH)3

সবুজ

Mn2+

Mn(OH)2

ধূসর

Fe2+

Fe(OH)2

সবুজ

Fe3+

Fe(OH)3

বাদামী

Co2+

Co(OH)2

গোলাপী

Ni2+

Ni(OH)2

সবুজ

Cu2+

Cu(OH)2

হালকা নীল

Zn2+

Zn(OH)2

সাদা

 

 

 

  • ফেরিক ক্লোরাইড এর হলুদ দ্রবণ সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে বাদামী বর্ণের ফেরিক হাইড্রক্সাইড অধঃক্ষিপ্ত হয়

FeCl3+3NaOH⟶Fe(OH)3+3NaCl

 

  • জিংক সালফেটের ক্ষারীয় দ্রবণে H2S চালনা করিলে ZnS এর সাদা অধঃক্ষেপ পড়ে

ZnSO4+NH4OH+H2S⟶ZnS+(NH4)2+SO4+2H2O

 

  • Al গুঁড়া দ্বারা ক্রোমিয়ামের অক্সাইডের বিজারণ :

Cr2O3+2Al  Al2O3+2Cr

 

  • দ্রবণে Cu++ আয়নের পরীক্ষা : Cu++ লবণের দ্রবণে পটাশিয়াম ফেরো সায়ানাইড দ্রবণ যোগ করলে লালচে বাদামী বর্ণের অধঃক্ষেপ পড়ে।

CuSO4+K4[Fe(CN)6]⟶Cu2[Fe(CN)6]+K2SO4+H2O

 

দ্রবণে Cu++ সনাক্তকরণ :

CuSO4+NH4OH⟶(NH4)2SO4+Cu(OH)2CuSO4

                                     হালকা নীল

 

(NH4)2SO4+Cu(OH)2CuSO4+NH4OH⟶[Cu(NH3)4]SO4+H2O

                                                গাঢ় নীল দ্রবণ

 

 

 

 

 

 

বাত্যাচুল্লীতে সংঘটিত বিক্রিয়া :

বাত্যাচুল্লীর যে অংশে বিক্রিয়া সংঘটিত হয়

তাপমাত্রা

বিক্রিয়া

চুল্লীর উপরের অংশ বা স্টক কলামে

400-900°C

Fe2O3+3CO⟶2Fe+3CO2

Fe3O4+4CO⟶3Fe+4CO2

চুল্লীর মধ্যভাগ বা বসের সামান্য উপরে

900-1000°C

CaCO3⟶CaO+CO2

CaO+SiO2⟶CaSiO3

চুল্লীর নিম্নাংশে বা বসের কাছে

1300-1400°C

Ca3(PO4)2⟶3CaO+P2O5

CaO+SiO2⟶CaSiO3

P2O5+5C⟶2P+5CO

SiO2+2C⟶Si+2CO

Mn2O3+3C⟶2Mn+3CO

MnO2+2C⟶Mn+2CO

 

প্রয়োজনীয় তথ্য :

১. পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে বাড়তি ইলেক্ট্রন স্তরে প্রবেশ করে

২. সব মৌলের সর্ববহিঃস্থ স্তরের ইলেক্ট্রনের কাঠামো একই (4s2) ; যা এদের ধর্ম নিয়ন্ত্রণ করে। এ কারণে এদের রাসায়নিক ধর্ম মিল সম্পন্ন।

৩. সকলেই শক্ত ও উচ্চ ঘনত্বের ধাতু

৪. তাপ ও বিদ্যুৎ সুপরিবাহী ও উচ্চ মেকানিক্যাল বৈশিষ্ট্যের অধিকারী

৫. মৌলগুলোর ধাতব বন্ধন বেশ দৃঢ়

৬. এদের লবণসমূহ জটিল ও রঙিন

৭. বিভিন্ন বিক্রিয়ায় প্রভাবক হিসেবে ব্যবহৃত হয়

৮. পরিবর্তনশীল যোজ্যতা প্রদর্শন করে

৯. Sc ও Zn 3d সারির মৌল হলেও অবস্থান্তর নয়

 

 

কপার নিষ্কাশন :

  1. কপার পিরাইট থেকে কপার নিষ্কাশন করা হয়। এতে 2-3% Cu থাকে। এক্ষেত্রে ৫ ধাপে কপার নিষ্কাশিত হয়।
  2. আকরিককে গাঢ়ীকরণ ও তাপজারণের পর যে মিশ্রণ পাওয়া যায়, তাকে ক্যালসাইন বলে। এতে 80% কপার থাকে।
  3. তাপজারিত আকরিককে বাত্যাচুল্লীতে বিগলিত করে বেশ কিছু FeS কে FeO এবং FeSiO3 ধাতুমল তৈরি করে অপসারণ করা হয়। ধাতুমল অপসারণ করার পর এ অবশেষকে কপার ম্যাট বলে। এতে 50% Cu থাকে।
  4. সবশেষে উৎপন্ন Cu অপরিবর্তিত Cu2S দ্বারা স্ববিজারণ পদ্ধতিতে বিজারিত হয়ে ধাতব Cu–এ পরিণত হয়।
  5. এভাবে প্রাপ্ত Cu কে ব্লিস্টার কপার বলে। এটি 97-98% প্রায় বিশুদ্ধ।

 

নিষ্কাশনের জটিলতা :

১. আকরিকে অপদ্রব্যের আধিক্যের কারণে মাত্র 2-3% Cu থাকে।

২. সালফারের প্রতি আয়রন অপেক্ষা কপারের আসক্তি বেশি। ফলে খুব অল্প Cu2S জারিত হয়ে Cu2O উৎপণ্ন করে। অধিকাংশ Cu­2S অপরিবর্তিত থাকে। যেটুকু Cu2O তৈরি হয় তা FeS এর সাথে বিক্রিয়া করে Cu2O তৈরি করে। তাই Fe দূরীভূত না করে Cu2O পাওয়া যায় না।

৩. তাপ জারণের সময় Cu2O সিলিকার সাথে যুক্ত হয়ে FeSiO3–এর মত কিউপ্রাস সিলিকেট তৈরি করে। ফলে Cu অপচয় রোধ হয়। এজন্য ধাতুমল গঠন কয়েকধাপে আংশিকভাবে করতে হয়। ফলে নিষ্কাশন প্রক্রিয়া দীর্ঘ হয়।

 

 

নিকেল নিস্কাশন :

  1. পেন্টল্যান্ডইট [(Ni,Cu,Fe)S] হতে Ni নিষ্কাশিত হয়।
  2. আকরিকের তাপজারণ, বিগলন ও বেসিমারীকরণের পর অপদ্রব্য দূরীভূত করলে NiS, CuS ও FeS এর যে মিশ্রণ পাওয়া যায় তাকে নিকেল ম্যাট বলে। এতে 55% Ni, 25-30% Cu, 14-17% S এবং 0.1-0.5% Fe থাকে।
  3. প্রাপ্ত এ নিকেল ম্যাট হতে মণ্ড বা অরফোর্ড প্রক্রিয়ায় Ni সংগ্রহ করা হয়।

 

 

প্রভাবক হিসেবে অবস্থান্তর ধাতু :

অধঃক্ষিপ্ত ধাতু

প্রভাবক

যে বিক্রিয়া প্রভাবিত হয়

বিক্রিয়ার শর্ত

Ti

TiCl3

ONC2H4⟶[H2C-CH2]n

তাপ

V/ Pt

V2O5/Pt

2SO2+O2⟶2SO3

450°C

Fe

Fe

N2+3H2⟶2NH3

550°C; 200 atm

Ni

Ni

⎤ ⎤       ⎤  ⎤

C=C+H2⟶CH-CH

⎤ ⎤       ⎤  ⎤

150°C

Pt

Pt

4NH3+5O2⟶4NO+6H2O

500°C

Cr

Cr2O3+ZnO

CO+2H2⟶CH3OH

400°C; 200atm

Mn

MnO2

2KClO3⟶2KCl+3O2

300°C

Fe

FeCl3

C6H6+Cl2⟶C6H5Cl+HCl

কক্ষ তাপমাত্রা

Mn

(CH3COO)2Mn

2CH3CHO+O2⟶2CH3COOH

কক্ষ তাপমাত্রা

Pd, cu

Pd2+, Cu2+

⎤R ⎤R

C=C+H2O  RCHO/R-CO-R

⎤  ⎤

দ্রবণে

 

গুরুত্বপূর্ণ তথ্য :

  • সোয়েটজার বিকারক : সোয়েটজার বিকারক হল অ্যামোনিয়া যুক্ত কপার সালফেট [Cu(NH3)]SO4

স্পেল্টার Zn : 97-98% Zn

  • কণাকৃত Zn : গলিত Zn ধাতুকে ধারায় ঠাণ্ডা পানি যোগ করলে কণাকৃত জিংক পাওয়া যায়।
  • Zn ডাস্ট : (Zn+ZnO)
  • লিথোফেন : ZnS+BaSO4
  • ইঁদুর মারার বিষ : Zn3P2
  • Cold Short : লৌহের মধ্যে P থাকলে ইহা শীতল অবস্থায় ভঙ্গুর হয়। একে Cold Short বলে।
  • Res Short : লৌহের মধ্যে S এর পরিমাণ বেশি থাকলে ইহা গরম অবস্থায় ভঙ্গুর হয়। একে Red Short বলে।
  • স্পাইজেল : 79%-89% Fe, 5%-15% Mn এবং 6% C
  • টিংচার অব আয়রন : FeCl3 এর অ্যালকোহলীয় দ্রবণ।
  • S, d ও f মৌলসমূহ হল ধাতু এবং P ব্লক মৌলসমূহ প্রধানত অধাতু।
  • Cr(24) এবং Cu(29) মৌল দুটির ইলেক্ট্রন বিন্যাস ব্যতিক্রম।
  • Fe, Co, Ni হল ফেরোম্যাগনেটিক এবং Zn ডায়াম্যাগনেটিক।
  • S-ব্লক মৌলের তুলনায় d-ব্লক মৌলসমূহে ধাতব বন্ধন অধিক শক্তিশালী।
  • আয়রন সবচেয়ে বেশি ব্যবহায ধাতু।
  • ক্রল পদ্ধতিতে প্রাপ্ত উত্তপ্ত গলিত টাইটেনিয়ামকে শীতল করলে টাইটেনিয়াম স্পঞ্জ পাওয়া যায়।

 

নোট : ভর্তি প্রক্রিয়ায় প্রায় প্রতি বছরেই এই অধ্যায় থেকে প্রশ্ন থাকে । তাই এখানের প্রতিটি টপিকসই গুরুত্বপূর্ণ ।

Twitter icon
Facebook icon
Google icon
StumbleUpon icon
Del.icio.us icon
Digg icon
LinkedIn icon
MySpace icon
Newsvine icon
Pinterest icon
Reddit icon
Technorati icon
Yahoo! icon
e-mail icon