এসিড ও ক্ষার সম্পর্কিত লুইস তত্ত্ব ও ব্যাখ্যা
এসিড ও ক্ষার সম্পর্কিত লুইস তত্ত্ব (Lewis Theory of Acids and Bases)
যোজ্যতার ইলেকট্রনীয় তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে বিজ্ঞানী জি. এন. লুইস (G. N. Lewis) ১৯২৩ খ্রিস্টাব্দে এসিড ও ক্ষারক সম্পর্কীয় ইলেকট্রনীয় মতবাদ উপস্থাপন করেন। সাধারণভাবে বললে, যেসব প্রশম অণু বা আয়ন ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করতে পারে তাদেরকে এসিড এবং যারা ইলেকট্রন জোড় দান করতে পারে তাদেরকে ক্ষারক বলে।
লুইস এসিড (Lewis Acid)
যেসব যৌগ বা আয়ন অন্য কোনো ইলেকট্রন দাতা পদার্থ হতে এক জোড়া বা একাধিক নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল (Lone Pair Electrons) গ্রহণ করতে পারে, সেগুলোকে লুইস এসিড বলে। অর্থাৎ, ইলেকট্রন জোড় গ্রহীতাই হলো এসিড।
লুইস এসিডের প্রকারভেদ ও উদাহরণ:
- অষ্টক অপূর্ণ যৌগ: BF3, BCl3, AlCl3, FeCl3 ইত্যাদি।
- অষ্টক সম্প্রসারিত যৌগ (খালি d-অরবিটাল যুক্ত): PCl5, SnCl2, SO2, SiF4 ইত্যাদি।
- সাধারণ ক্যাটায়নসমূহ: H+, Ag+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Zn2+ ইত্যাদি।
লুইস ক্ষারক (Lewis Base)
যেসব যৌগ বা আয়ন অন্য কোনো ইলেকট্রন গ্রহীতা পদার্থকে এক বা একাধিক নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল দান করে সন্নিবেশ বন্ধন গঠন করতে পারে, সেগুলোকে লুইস ক্ষারক বলে। অর্থাৎ, ইলেকট্রন জোড় দাতাই হলো ক্ষারক।
লুইস ক্ষারকের প্রকারভেদ ও উদাহরণ:
- নিঃসঙ্গ জোড়যুক্ত প্রশম অণু: NH3, H2O, PH3, R-OH (অ্যালকোহল), CO, ইথিলিন ডাইঅ্যামিন ইত্যাদি।
- অ্যানায়নসমূহ (ঋণাত্মক আধানযুক্ত): OH–, Cl–, Br–, I–, CN–, SH–, NH2– ইত্যাদি।
লুইস বিক্রিয়ার উদাহরণ ও মেকানিজম (ডায়গ্রাম)
চিত্র: অ্যামোনিয়া কর্তৃক বোরন ট্রাইফ্লোরাইডকে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় দানের মাধ্যমে সন্নিবেশ যৌগ গঠন।
SiF4 (লুইস এসিড) + 2F– (লুইস ক্ষারক) → [SiF6]2-
এসিড-ক্ষারক সম্পর্কে লুইস তত্ত্বটি সম্পূর্ণ মৌলিক ও অত্যন্ত ব্যাপক। এমন অনেক জটিল বিক্রিয়া বা জটিল আয়ন গঠন প্রক্রিয়া আছে যেখানে প্রোটনের (H+) কোনো আদান-প্রদান বা স্থানান্তর একেবারেই ঘটে না। আরহেনিয়াস কিংবা ব্রনস্টেড-লাউরি তত্ত্ব যেসব বিক্রিয়াকে অম্ল-ক্ষারক হিসেবে ব্যাখ্যা করতে পারেনি, লুইস তত্ত্ব অত্যন্ত সফলভাবে সেগুলোকে অম্ল-ক্ষারক বিক্রিয়ার অন্তর্ভুক্ত করেছে।
প্রোটনবিহীন ক্যাটায়ন ও জটিল যৌগ গঠনের কিছু বাস্তব উদাহরণ:এখানে অ্যামোনিয়া (লুইস ক্ষারক) তার নিঃসঙ্গ জোড় বোরন পরমাণুকে (লুইস এসিড) দান করে।
সিলভার আয়নের খালি অরবিটালে দুই অণু অ্যামোনিয়া ইলেকট্রন জোড় দান করে ডাইঅ্যামিনসিলভার(I) জটিল আয়ন গঠন করে।
ফেরাস আয়নের সাথে সায়ানাইড মূলকের বিক্রিয়ায় জটিল ফেরোসায়ানাইড আয়ন উৎপন্ন হয়।
* উপরোক্ত কোনো বিক্রিয়াতেই প্রোটনের কোনো ভূমিকা নেই। তাই প্রোটনবিহীন বিক্রিয়াসমূহে অম্ল-ক্ষারক ধর্ম ও জটিল যৌগ গঠন নিখুঁতভাবে ব্যাখ্যার ক্ষেত্রে লুইসের ইলেকট্রনীয় তত্ত্বের অবদান রসায়নে অত্যন্ত গুরুত্ববহ।
