অ্যান্টিমনি (Sb): বৈশিষ্ট্য, বিক্রিয়া এবং ব্যবহার

ভূমিকা

অ্যান্টিমনি (Sb) একটি মেটালয়েড মৌল যা বিভিন্ন শিল্পে গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ রাখে। এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি, যা ধাতু এবং অধাতু উভয়ের বৈশিষ্ট্য একত্রিত করে, এটিকে শিখা প্রতিরোধক, সংকর ধাতু এবং সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তির মতো ক্ষেত্রগুলিতে অপরিহার্য করে তোলে। প্রতিযোগিতামূলক পরীক্ষার জন্য অ্যান্টিমনির রাসায়নিক আচরণ এবং ব্যবহার বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

CBSE/JEE কুইক রিভিশন নোটস

• প্রতীক: Sb (ল্যাটিন stibium থেকে)
• পারমাণবিক সংখ্যা: 51
• পারমাণবিক ভর: 121.76 u
• গ্রুপ: 15 (নিকটোজেন)
• পিরিয়ড: 5
• ব্লক: p-ব্লক
• প্রকৃতি: মেটালয়েড (ধাতব এবং অধাতব উভয় বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে)
• সাধারণ জারণ অবস্থা: +3, +5 (সবচেয়ে স্থিতিশীল), -3 (কম সাধারণ, সাধারণত অ্যান্টিমোনাইডগুলিতে দেখা যায়)
• যোজ্যতা: 3, 5
• STP তে ভৌত অবস্থা: কঠিন
• অ্যালোট্রোপস:
  • ধাতব অ্যান্টিমনি: এটি স্থিতিশীল, সবচেয়ে সাধারণ রূপ; রূপালী-সাদা, ভঙ্গুর কঠিন।
  • হলুদ অ্যান্টিমনি: অনিয়তাকার, অস্থায়ী, স্টিবিন ($\text\{SbH\}_3$) এর সাথে ক্লোরিনের বিক্রিয়ার মাধ্যমে গঠিত হয়।
  • বিস্ফোরক অ্যান্টিমনি: অনিয়তাকার, অস্থায়ী, $\text\{SbCl\}_3$ এর তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে গঠিত হয়।

ইলেকট্রন বিন্যাস এবং বন্ধন আচরণ

ইলেকট্রন বিন্যাস

• সম্পূর্ণ বিন্যাস: $\text\{1s\}^2 \text\{2s\}^2 \text\{2p\}^6 \text\{3s\}^2 \text\{3p\}^6 \text\{3d\}^\{10\} \text\{4s\}^2 \text\{4p\}^6 \text\{4d\}^\{10\} \text\{5s\}^2 \text\{5p\}^3$
• সংক্ষিপ্ত বিন্যাস: $\text\{[Kr]\} \text\{4d\}^\{10\} \text\{5s\}^2 \text\{5p\}^3$
• যোজ্যতা কক্ষের বিন্যাস: $\text\{5s\}^2 \text\{5p\}^3$

বন্ধন আচরণ

অ্যান্টিমনি, গ্রুপ 15-এর হওয়ায়, এর 5টি যোজ্যতা ইলেকট্রন রয়েছে।

• +3 জারণ অবস্থা: তিনটি p-ইলেকট্রন হারানো বা ভাগ করে নেওয়ার মাধ্যমে গঠিত হয়, যেখানে s-ইলেকট্রন জোড়া নিষ্ক্রিয় থাকে (নিষ্ক্রিয় জোড়া প্রভাব)। উদাহরণ: $\text\{SbCl\}_3$, $\text\{Sb\}_2\text\{O\}_3$।
• +5 জারণ অবস্থা: সমস্ত পাঁচটি যোজ্যতা ইলেকট্রন ($\text\{5s\}^2 \text\{5p\}^3$) হারানো বা ভাগ করে নেওয়ার মাধ্যমে গঠিত হয়। উদাহরণ: $\text\{SbF\}_5$, $\text\{Sb\}_2\text\{O\}_5$। নিষ্ক্রিয় জোড়া প্রভাবের কারণে, বিশেষ করে গ্রুপে নিচে নামার সাথে সাথে +5 জারণ অবস্থা +3 এর চেয়ে কম স্থিতিশীল।
• -3 জারণ অবস্থা: অ্যান্টিমোনাইডগুলিতে (যেমন, $\text\{Mg\}_3\text\{Sb\}_2$) দেখা যায় যেখানে অ্যান্টিমনি একটি স্থিতিশীল অষ্টক অর্জনের জন্য তিনটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে, যা অধাতুর মতো।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া

1. বায়ু/অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

অ্যান্টিমনি বায়ু বা অক্সিজেনে পুড়ে অ্যান্টিমনি ট্রাইঅক্সাইড ($\text\{Sb\}_2\text\{O\}_3$) তৈরি করে। $4\text\{Sb(s)\} + 3\text\{O\}_2\text\{(g)\} \xrightarrow\{\text\{Heat\}\} 2\text\{Sb\}_2\text\{O\}_3\text\{(s)\}$ অ্যান্টিমনি ট্রাইঅক্সাইড উভধর্মী, যা অ্যাসিড এবং ক্ষার উভয়ের সাথে বিক্রিয়া করে।

2. হ্যালোজেনের সাথে বিক্রিয়া

অ্যান্টিমনি হ্যালোজেনের সাথে তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে ট্রাইহাইড বা পেন্টাহাইড তৈরি করে।

• ক্লোরিনের সাথে:
  • অ্যান্টিমনি(III) ক্লোরাইড তৈরি করতে: $2\text\{Sb(s)\} + 3\text\{Cl\}_2\text\{(g)\} \rightarrow 2\text\{SbCl\}_3\text\{(s)\}$
  • অতিরিক্ত ক্লোরিনের সাথে, অ্যান্টিমনি(V) ক্লোরাইড তৈরি করতে: $2\text\{Sb(s)\} + 5\text\{Cl\}_2\text\{(g)\} \rightarrow 2\text\{SbCl\}_5\text\{(l)\}$

3. অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া

অ্যান্টিমনি নন-অক্সিডাইজিং অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে না। এটি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে।

• গরম গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে: অ্যান্টিমনি পেন্টক্সাইড বা মেটা-অ্যান্টিমনি অ্যাসিড তৈরি করে। $2\text\{Sb(s)\} + 10\text\{HNO\}_3\text\{(conc.)\} \rightarrow \text\{Sb\}_2\text\{O\}_5\text\{(s)\} + 10\text\{NO\}_2\text\{(g)\} + 5\text\{H\}_2\text\{O(l)\}$ বিকল্পভাবে, $2\text\{Sb(s)\} + 5\text\{HNO\}_3\text\{(conc.)\} \rightarrow 2\text\{HSbO\}_3\text\{(s)\} + 5\text\{NO\}_2\text\{(g)\} + \text\{H\}_2\text\{O(l)\}$ (মেটা-অ্যান্টিমনি অ্যাসিড)
• গরম গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে: অ্যান্টিমনি(III) সালফেট তৈরি করে। $2\text\{Sb(s)\} + 6\text\{H\}_2\text\{SO\}_4\text\{(conc.)\} \rightarrow \text\{Sb\}_2(\text\{SO\}_4)_3\text\{(aq)\} + 3\text\{SO\}_2\text\{(g)\} + 6\text\{H\}_2\text\{O(l)\}$

4. ধাতুর সাথে বিক্রিয়া

সক্রিয় ধাতুর সাথে উত্তপ্ত করলে অ্যান্টিমনি ইন্টারমেটালিক যৌগ, অ্যান্টিমোনাইড তৈরি করে। $3\text\{Mg(s)\} + 2\text\{Sb(s)\} \xrightarrow\{\text\{Heat\}\} \text\{Mg\}_3\text\{Sb\}_2\text\{(s)\}$ (ম্যাগনেসিয়াম অ্যান্টিমোনাইড)

শিল্প এবং জৈবিক গুরুত্ব

শিল্প গুরুত্ব

• সংকর ধাতু: কাঠিন্য এবং যান্ত্রিক শক্তি বৃদ্ধি করে। সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি (স্থায়িত্ব বৃদ্ধি করে), বুলেট তৈরি, প্লেইন বিয়ারিংস (ব্যাবিত্ত মেটাল) এবং টাইপ মেটালে ব্যবহৃত হয়।
• শিখা প্রতিরোধক: অ্যান্টিমনি ট্রাইঅক্সাইড ($\text\{Sb\}_2\text\{O\}_3$) প্লাস্টিক, বস্ত্র এবং রাবারের শিখা প্রতিরোধকগুলিতে একটি সাধারণ সিনার্জিস্টিক এজেন্ট। এটি হ্যালোজেনেটেড শিখা প্রতিরোধকগুলির কার্যকারিতা বাড়ায়।
• সেমিকন্ডাক্টর: উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যান্টিমনি ডায়োড, ইনফ্রারেড ডিটেক্টর এবং হল-এফেক্ট ডিভাইসের উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়। ইন্ডিয়াম অ্যান্টিমোনাইড ($\text\{InSb\}$) এবং গ্যালিয়াম অ্যান্টিমোনাইড ($\text\{GaSb\}$) গুরুত্বপূর্ণ সেমিকন্ডাক্টর পদার্থ।
• রঞ্জক এবং সিরামিক: অ্যান্টিমনি যৌগগুলি পেইন্ট এবং গ্লেজে রঞ্জক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
• কাঁচ পরিষ্করণকারী: অ্যান্টিমনি অক্সাইড কাঁচ উৎপাদনে একটি ফাইনিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করে, যা গ্যাস বুদবুদ অপসারণ করে।

জৈবিক গুরুত্ব

• বিষাক্ততা: অ্যান্টিমনি এবং এর অনেক যৌগ বিষাক্ত। দীর্ঘস্থায়ী সংস্পর্শ স্বাস্থ্যের সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে।
• ঔষধি ব্যবহার: ঐতিহাসিকভাবে, অ্যান্টিমনি যৌগগুলি (যেমন, পটাশিয়াম অ্যান্টিমনি টারট্রেট,