ব্রোমিন (Br) - ধর্ম, বিক্রিয়া ও ব্যবহার

ভূমিকা: ব্রোমিনের গুরুত্ব

ব্রোমিন (Br) একটি আকর্ষণীয় এবং প্রতিক্রিয়াশীল অধাতব মৌল, যা সাধারণ তাপমাত্রা ও চাপে তরল অবস্থায় থাকার কারণে অধাতুগুলির মধ্যে অনন্য। এর লালচে-বাদামী, ধোঁয়াযুক্ত তরল অবস্থা এবং তীব্র গন্ধ স্বতন্ত্র। হ্যালোজেন গ্রুপের (গ্রুপ ১৭) সদস্য হিসাবে, ব্রোমিন উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতা, শক্তিশালী জারক ধর্ম এবং আয়নিক ব্রোমাইড বা সমযোজী যৌগ গঠনের প্রবণতা প্রদর্শন করে। এর বহুমুখী রসায়ন বিভিন্ন শিল্পে এর ব্যাপক প্রয়োগের ভিত্তি তৈরি করেছে, যা এটিকে প্রতিযোগিতামূলক পরীক্ষার জন্য বোঝার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান করে তোলে।

CBSE/JEE দ্রুত পুনর্বিবেচনার নোট

প্রতীক: Br
পারমাণবিক সংখ্যা: 35
পারমাণবিক ভর: 79.904 u
শ্রেণী: 17 (হ্যালোজেন)
পর্যায়: 4
ব্লক: p-ব্লক
সাধারণ তাপমাত্রায় অবস্থা: তীব্র গন্ধযুক্ত লালচে-বাদামী তরল।
ইলেকট্রন বিন্যাস: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵
যোজ্যতা: -1 (সর্বাধিক প্রচলিত), অধিক তড়িৎ ঋণাত্মক মৌলের সাথে যৌগ গঠনের সময় +1, +3, +5, +7 যোজ্যতাও প্রদর্শন করতে পারে (যেমন, অক্সোঅ্যাসিড বা ইন্টারহ্যালোজেনে)।
তড়িৎ ঋণাত্মকতা (পাউলিং স্কেল): 2.96
ইলেকট্রন আসক্তি: 324.6 kJ/mol
প্রথম আয়নীকরণ এনথালপি: 1139.9 kJ/mol
প্রমাণ তড়িদ্বার বিভব (E° Br₂/Br⁻): +1.07 V (এর জারক ক্ষমতা নির্দেশ করে)
জারক ধর্ম: শক্তিশালী জারক পদার্থ, তবে F₂ এবং Cl₂ এর চেয়ে কম।

ইলেকট্রন বিন্যাস ও বন্ধন আচরণ

ব্রোমিনের ইলেকট্রন বিন্যাস, [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵, সাতটি যোজ্যতা ইলেকট্রন প্রকাশ করে। এই বিন্যাস এর রাসায়নিক আচরণকে চালিত করে:

ইলেকট্রন গ্রহণ: ব্রোমিন সহজেই একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে একটি স্থিতিশীল অষ্টক পূরণ করে ব্রোমাইড আয়ন (Br⁻) গঠন করে। এটি ব্রোমিনের সবচেয়ে সাধারণ এবং স্থিতিশীল জারণ অবস্থা (-1)।
সমযোজী বন্ধন: এর উচ্চ তড়িৎ ঋণাত্মকতার কারণে, ব্রোমিন কম তড়িৎ ঋণাত্মক মৌলগুলির সাথে সমযোজী বন্ধন গঠন করে (যেমন, HBr, CBr₄)। মৌলিক রূপে, এটি একটি দ্বিপরমাণুক অণু, Br₂ হিসাবে বিদ্যমান, যা একটি একক সমযোজী বন্ধন দ্বারা আবদ্ধ।
পরিবর্তনশীল জারণ অবস্থা: যখন অক্সিজেন বা ফ্লোরিনের মতো অধিক তড়িৎ ঋণাত্মক মৌলগুলির সাথে বন্ধন গঠন করে, তখন ব্রোমিন খালি d-অরবিটাল ব্যবহার করে তার অষ্টক প্রসারিত করে ধনাত্মক জারণ অবস্থা (+1, +3, +5, +7) প্রদর্শন করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ BrF₃, HBrO₃ (ব্রোমিক অ্যাসিড), এবং HBrO₄ (পারব্রোমিক অ্যাসিড)।
জারক পদার্থ: ব্রোমিন ইলেকট্রন গ্রহণ করে জারক পদার্থ হিসাবে কাজ করে, নিজেকে ব্রোমাইড আয়নে রূপান্তরিত করে। এর জারক ক্ষমতা ফ্লোরিন এবং ক্লোরিনের চেয়ে কম কিন্তু আয়োডিনের চেয়ে বেশি।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া

১. ধাতুর সাথে বিক্রিয়া

ব্রোমিন অনেক ধাতুর সাথে বিক্রিয়া করে আয়নিক ব্রোমাইড গঠন করে।

সোডিয়ামের সাথে: 2Na(s) + Br₂(l) → 2NaBr(s)
ম্যাগনেসিয়ামের সাথে: Mg(s) + Br₂(l) → MgBr₂(s)

২. অধাতুর সাথে বিক্রিয়া

হাইড্রোজেনের সাথে: হাইড্রোজেন ব্রোমিনের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন ব্রোমাইড তৈরি করে, যার জন্য তাপ বা আলোর প্রয়োজন হয়। H₂(g) + Br₂(l) → 2HBr(g)
ফসফরাসের সাথে (যেমন, PCl₃/PCl₅ অ্যানালগ): 2P(s) + 3Br₂(l) → 2PBr₃(l) (ফসফরাস ট্রাইব্রোমাইড)

৩. প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া

ব্রোমিন, আয়োডিনের চেয়ে বেশি প্রতিক্রিয়াশীল হওয়ায়, তাদের লবণ থেকে আয়োডাইড আয়নকে প্রতিস্থাপন করতে পারে। তবে, এটি ফ্লোরিন এবং ক্লোরিনের মতো আরও প্রতিক্রিয়াশীল হ্যালোজেন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।

আয়োডাইডের প্রতিস্থাপন: Br₂(aq) + 2I⁻(aq) → 2Br⁻(aq) + I₂(aq)
ফ্লোরিন দ্বারা প্রতিস্থাপন: F₂(g) + 2Br⁻(aq) → 2F⁻(aq) + Br₂(aq)

৪. জলের সাথে বিক্রিয়া

ব্রোমিন জলে অল্প পরিমাণে দ্রবীভূত হয়ে ব্রোমিন জল তৈরি করে, যা হাইড্রোব্রোমিক অ্যাসিড এবং হাইপোব্রোমাস অ্যাসিড গঠনের জন্য অসামঞ্জস্যপূর্ণ বিক্রিয়া (disproportionation) ঘটে। এই বিক্রিয়াটি উভমুখী।

Br₂(l) + H₂O(l) ⇌ HBr(aq) + HOBr(aq)

৫. ক্ষারের (NaOH) সাথে বিক্রিয়া

ব্রোমিন ঠান্ডা, লঘু ক্ষার এবং গরম, গাঢ় ক্ষারের সাথে ভিন্নভাবে বিক্রিয়া করে, অসামঞ্জস্যপূর্ণ বিক্রিয়া প্রদর্শন করে।

ঠান্ডা, লঘু NaOH এর সাথে: Br₂(l) + 2NaOH(aq) → NaBr(aq) + NaOBr(aq) + H₂O(l) (সোডিয়াম ব্রোমাইড এবং সোডিয়াম হাইপোব্রোমাইট)
গরম, গাঢ় NaOH এর সাথে: 3Br₂(l) + 6NaOH(aq) → 5NaBr(aq) + NaBrO₃(aq) + 3H₂O(l) (সোডিয়াম ব্রোমাইড এবং সোডিয়াম ব্রোমেট)

৬. জৈব যৌগের সাথে বিক্রিয়া

অ্যালকিনে সংযোজন (অসম্পৃক্ততার পরীক্ষা): অ্যালকিনে ব্রোমিন জল (লালচে-বাদামী) যোগ করা হলে তা বর্ণহীন হয়ে যায়, যা কার্বন-কার্বন দ্বি-বন্ধনের উপস্থিতি নির্দেশ করে। CH₂=CH₂(g) + Br₂(l) → BrCH₂-CH₂Br(l) (1,2-ডাইব্রোমোইথেন)
অ্যারোমেটিক যৌগে ইলেক্ট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন: একটি লুইস অ্যাসিড অনুঘটকের (যেমন, FeBr₃) উপস্থিতিতে, ব্রোমিন একটি অ্যারোমেটিক বলয়ের হাইড্রোজেনের প্রতিস্থাপন ঘটায়। C₆H₆(l) + Br₂(l) --(FeBr₃)--> C₆H₅Br(l) + HBr(g) (ব্রোমোবেনজিন)

শিল্প ও জৈবিক গুরুত্ব

শিল্প গুরুত্ব

ফ্লেম রিটারড্যান্ট: ব্রোমিনেটেড জৈব যৌগগুলি প্লাস্টিক, টেক্সটাইল এবং ইলেকট্রনিক্সে ফ্লেম রিটারড্যান্ট হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যা দাহ্যতা হ্রাস করে।
কৃষি: ব্রোমিন যৌগগুলি কীটনাশক এবং মাটির ধোঁয়াশা হিসাবে কাজ করে। মিথাইল ব্রোমাইড (CH₃Br) ঐতিহাসিকভাবে ব্যবহৃত হত তবে ওজোন স্তর ক্ষয়ের উদ্বেগের কারণে এটি পর্যায়ক্রমে বন্ধ করা হচ্ছে।
ফার্মাসিউটিক্যালস: ঐতিহাসিকভাবে, সোডিয়াম ব্রোমাইড (NaBr) একটি উপশমকারী হিসাবে ব্যবহৃত হত। ব্রোমিন ডেরিভেটিভগুলি এখনও কিছু ফার্মাসিউটিক্যাল সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়।
ফটোগ্রাফি: সিলভার ব্রোমাইড (AgBr) একটি আলোক-সংবেদনশীল যৌগ যা ঐতিহ্যবাহী ফটোগ্রাফিক ফিল্ম এবং কাগজে এর ফোটোলাইসিস হওয়ার ক্ষমতার কারণে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
রঞ্জক: ব্রোমিন নির্দিষ্ট কিছু রঞ্জক সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে ইন্ডিগোর ডেরিভেটিভও রয়েছে।
জল শোধন: ব্রোমিন যৌগগুলি, যেমন ব্রোমোক্লোরোডাইমিথাইলহাইড্রানটোইন, সুইমিং পুল এবং হট টাবগুলিতে জীবাণুনাশক হিসাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষত যেখানে ক্লোরিন পছন্দসই নয়।

জৈবিক গুরুত্ব

সামুদ্রিক জীব: ব্রোমিন নির্দিষ্ট কিছু সামুদ্রিক জীব, বিশেষত শৈবাল এবং স্পঞ্জগুলির জন্য একটি অপরিহার্য ট্রেস উপাদান, যেখানে এটি বিভিন্ন অর্গানোব্রোমিন যৌগগুলিতে অন্তর্ভুক্ত হয়।
এনজাইমেটিক কার্যকলাপ: কিছু এনজাইম, যেমন সামুদ্রিক জীবনে পাওয়া ভ্যানাডিয়াম ব্রোমোপ্রোক্সিডেজ, তাদের অনুঘটক প্রক্রিয়ায় ব্রোমিন ব্যবহার করে।
মানব জীববিজ্ঞান: মানুষের শরীরে ব্রোমাইড আয়নের ট্রেস পরিমাণ বিদ্যমান। সাম্প্রতিক গবেষণাগুলি বেসমেন্ট মেমব্রেনগুলির একটি কাঠামোগত উপাদান কোলাজেন IV গঠনের ক্ষেত্রে ব্রোমাইডের সম্ভাব্য ভূমিকা নির্দেশ করে, যা পূর্বে ধারণার চেয়ে একটি আরও মৌলিক ভূমিকা প্রস্তাব করে।