C-H Bond Angle and Bond Length in detailed in Bengali

CH4 Molecule

1. মিথেন (CH₄) অণুর C-H ব�থনর ক োণ মনণণয়:
VSEPR তত্ত্ব ও কেক্টর ডট করোডোক্ট মবথেষণ //
এ টি গোমণমত অমেযোত্রো

� ল্যোণ বোছোড়,
[ মবএসমস ইমজিঃ(যন্ত্র) ও এিএসমস ইমজিঃ(যন্ত্র), বুথয়ট ]
মসমনয়র ম উথরটর,
জোতীয় মবজ্ঞোন ও রযুমি জো�ঘ্‌
আগোরগাঁও, কের-ই-বোাংলো নগর, ঢো ো - ১২০৭, বোাংলোথেে।


মিথেথনর C-H ব�থনর ক োণ গণনো রথত VSEPR তত্ত্ব এবাং কেক্টর ডট করোডোক্ট পদ্ধমত ব্যবহোর রো যোয়।
তথব এর জন্য, রেথি মিথেন অণুর হোইথরোথজন পরিোণুর �োনোঙ্ক (coordinates) সঠি েোথব মনর্ণোরণ রথত
হথব।

1. VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) তথত্ত্বর িোধ্যথি মবথেষণ :
VSEPR তত্ত্ব ী বথল?

VSEPR তত্ত্ব অনুসোথর,
ক ন্দ্রীয় োবণন পরিোণুর চোরটি েযোথলন্স ইথল ট্রন কজোড়ো (bond pairs) পরস্পথরর কেথ যত�র সম্ভব
�থর অব�োন থর।
কযথহতু মিথেথনর ক ন্দ্রীয় পরিোণু (C) চোরটি সিোন েমিেোলী σ-বন্ড ততমর থর, তোই এটি কটট্রোথহরোল
জযোমিমত গ্রহণ থর।
এই কটট্রোথহরোল আকৃমতর ফথল রমতটি C-H ব�থনর িথধ্য ক োণ হয় 109.5
∘।

2. VSEPR দ্বোরো C-H ক োণ মবথেষণ:
1. োবণন পরিোণুর চোরটি ব�ন-কজোড়ো (bond pairs) রথয়থছ।
2. চোরটি হোইথরোথজন পরিোণু সি�রথে অবম�ত এবাং কটট্রোথহরোল জযোমিমত ততমর থর।
3. সি� C-H ব�নগুথলোর িথধ্য �রে সিোন হওয়োয়, রমতটি ব�থনর িথধ্য ক োণ হয় 109.5
∘।
VSEPR তত্ত্ব দ্বোরো কবোঝো যোয় কয, মিথেথনর ক ন্দ্রীয় োবণন পরিোণু চোরটি C-H ব�নথ এিনেোথব সোজোয়
কযন তোরো পরস্পর কেথ সথবণোচ্চ �রথে েোথ , ফথল গঠিত হয় কটট্রোথহরোল আকৃমত।


2. হোইথরোথজন পরিোণুর 3D �োনোঙ্ক মনর্ণোরণ
( ) কটট্রোথহরোল জযোমিমতর �লনীমত
কটট্রোথহরোল আকৃমতর োরথণ, চোরটি হোইথরোথজন পরিোণু এ টি মনয়মিত কটট্রোথহরথনর চোরটি েীষণমবন্দুথত
(vertices) অব�োন থর।
এই চোরটি মবন্দুর �োনোঙ্ক গণনো রথত, আিরো র্রথত পোমর কয রমতটি পরিোণু �লমবন্দু (0,0,0) কেথ সি�রথে
আথছ এবাং তোরো মতনটি সিতল বরোবর ছমড়থয় আথছ।
(খ) �োনোঙ্ক কবর রোর ক ৌেল
আিরো এ টি সিবোহু কটট্রোথহরথনর ক ন্দ্র কেথ চোরটি েীষণমবন্দুর �োনোঙ্ক মনণণয় রথত চোই।
এ টি মনয়মিত কটট্রোথহরথনর কেথত্র, যমে রমতটি েীষণমবন্দু ক ন্দ্র কেথ এ ই �রথে েোথ , তথব রমতটি েীষণমবন্দুর
�োনোঙ্ক হথব:
মিথেথনর C-H ব�থনর সঠি ক োণ মনণণয় রথত হথল, 3D �োনোঙ্ক কবর রথত হথব। কটট্রোথহরোল গঠথনর
োরথণ, োবণন (C) পরিোণুথ �লমবন্দুথত (0,0,0) রোখো হয় এবাং চোরটি হোইথরোথজন (H) পরিোণুর �োনোঙ্ক হয়:

H1 = (a/3, a/3, a/3)
H2 = (a/3, - a/3, - a/3)
H3 = (- a/3, a/3, - a/3)
H4 = (- a/3, - a/3, a/3)

3. এখোথন, a = 1.09 Å (C - H bond length) ।


3. কেক্টর ডট করোডোক্ট পদ্ধমত ব্যবহোর থর ক োণ মনণণয়
কেক্টর ডট করোডোক্ট ব্যবহোর থর C-H ব�থনর িথধ্য ক োণ মনণণয় রো যোয়।

(a) োবণন-হোইথরোথজন কেক্টর কবর রো
ক ন্দ্রীয় োবণন কেথ H পরিোণুর কেক্টর:
r⃗1 = (a/3i, a/3j, a/3k)
r⃗2= (a/3i, - a/3j, - a/3k)

(b) কেক্টর ডট করোডোক্ট �ত্র রথয়োগ
Dot Product Formula:
Cosθ = r⃗1⋅r⃗2 /[∣r⃗1∣∣r⃗2∣]
রেথি, কেলোর গুণফল (dot product) গণনো মর:
r⃗1⋅r⃗2 = (a/3 ⋅ a/3) + (a/3 ⋅ - a/3) + (a/3 ⋅ - a/3)
=a
2
/3 - a
2
/3 - a
2
/3 = - a
2
/3
এখন, রমতটি কেক্টথরর িোন কবর মর:
∣r⃗1∣ = ∣r⃗2∣ = [(a/3)
2
+ (a/3)
2
+ (a/3)
2
] = [a
2
/3 + a
2
/3 + a
2
/3] = a
�তরোাং,
Cosθ = - (a
2
/3)/(a × a) = - 1/3
গণনো রথল,
θ 109.5
∘

চূড়োন্ত উপসাংহোর

4. VSEPR তত্ত্ব অনুযোয়ী, কেক্টর ডট করোডোক্ট পদ্ধমত ব্যবহোর থর গণনো মিথেন (CH₄) অণু
কটট্রোথহরোল আকৃমতর এবাং এর রমতটি C-H ব�থনর িথধ্য ক োণ 109.5
∘ হয়, যো মিথেথনর জযোমিমতর সোথে
সোিজস্যপূণণ।

সাংথেথপ যো জোনো কগথলো:
VSEPR তত্ত্ব অনুসোথর, চোরটি C-H ব�ন কটট্রোথহরোল আকৃমত কনয়, ফথল ব�থনর ক োণ হয় 109.5
∘।
মিথেন অণুর রমতটি হোইথরোথজন মনমেণষ্ট �োথন অবম�ত, যোর জন্য �োনোঙ্ক মনর্ণোরণ রো গুরুেপূণণ।


a = 1.09 Å (C - H bond length) মনর্ণোরণ:
মিথেথনর C-H বন্ড তের্ঘণয পমরিোথপর জন্য মবমে� পদ্ধমত ব্যবহোর রো যোয়। এগুথলোর িথধ্য সবথচথয় সোর্োরণ
পদ্ধমত হথলো এক্সথর মডফ্রো েন, মনউট্রন মডফ্রো েন, এবাং কস্প থট্রোথেোমপ পদ্ধমত। এগুথলোর িথধ্য কযথ োথনো
এ টি পদ্ধমতর িোধ্যথি পমরিোপ রো কযথত পোথর। এখোথন আমি আপনোথ এক্সথর মডফ্রো েন এবাং
কস্প থট্রোথেোমপ পদ্ধমতর িোধ্যথি C-H বন্ড তের্ঘণয পমরিোথপর রমিয়ো মব�োমরতেোথব ব্যোখ্যো রথবো:

১. এক্সথর মডফ্রো েন পদ্ধমত
এক্সথর মডফ্রো েন ব্যবহোর থর পরিোণুর গঠন এবাং বন্ড তের্ঘণয পমরিোপ রো সম্ভব। মিথেথনর জন্য, এক্সথর
মডফ্রো েন দ্বোরো পরিোণুর আণমব োঠোথিো মবথেষণ রো হয়। এর িোধ্যথি C-H বথন্ডর �োন এবাং তের্ঘণয
মনর্ণোরণ রো সম্ভব হয়।
রমিয়ো:
• এক্সথর আথলো সজ্জো মেথয় মিথেন গ্যোস বো সমলড স্যোম্পলথ এক্সথপোজ রো হয়।
• এক্সথর রমি পরিোণু এবাং বথন্ডর িথধ্য রমতফমলত হথয় মফথর আথস।
• রমতফমলত রমির ক োণ এবাং ইনথটনমসটি পমরিোপ রো হয় এবাং এটি মেথয় পরিোণু গঠন এবাং বন্ড তের্ঘণয
মনর্ণোরণ রো হয়।

5. ২. কস্প থট্রোথেোমপ পদ্ধমত
কস্প থট্রোথেোমপ পদ্ধমতর িথধ্য ইনফ্রোথরড (IR) কস্প থট্রোথেোমপ এ টি জনমরয় পদ্ধমত। এই পদ্ধমতথত, C-H
বথন্ডর কেোষণ পমরিোপ রো হয়। C-H বথন্ডর েীর্ঘণতো সম্পম ণত কস্প ট্রোল কডটো ব্যবহোর থর বথন্ডর তের্ঘণয কবর
রো সম্ভব।
রমিয়ো:
• মিথেথনর এক্সথপোজোর ইনফ্রোথরড রমি কেওয়ো হয়, এবাং এটি C-H বন্ড দ্বোরো কেোমষত হয়।
• কেোষণ কস্প ট্রোি কেথ কস্পমসমফ মফ্রথ োথয়মন্স পোওয়ো যোয়, যো C-H বথন্ডর েমির সথে সম্পম ণত।
• এই তথের িোধ্যথি, সঠি C-H বন্ড তের্ঘণয মনর্ণোরণ রো হয়।

৩. অন্যোন্য পদ্ধমত
• মনউট্রন মডফ্রো েন: মনউট্রন মডফ্রো েনও পরিোণু গঠন মনর্ণোরথণ ব্যবহৃত হয়, তথব এটি মবথেষত কবমে
ব্যবহোর রো হয় যখন স্যোম্পথল হোইথরোথজন পরিোণু েোথ ।
• মম্পউটোর মস�থলেন: আধুমন যুথগ মম্পউটোর মস�থলেন বো কুইন্টোি কি োমনথক্সর িোধ্যথি
যোলকুথলেন থরও C-H বথন্ডর তের্ঘণয কবর রো সম্ভব।

মিথেথনর C-H বন্ড তের্ঘণয সোর্োরণত রোয় ১.০৯ আেথরোি (Å) মহথসথব জোনো যোয়, তথব এটি পমরিোথপর
পদ্ধমতর উপর মনেণরেীল হথত পোথর।