হিলিয়াম (He): রাসায়নিক ধর্ম ও বিক্রিয়া (পরীক্ষা নির্দেশিকা)

রাসায়নিক ধর্মের সংক্ষিপ্ত বিবরণ

বিক্রিয়াশীলতা

হিলিয়াম (He), পর্যায় সারণীর ১৮ নং শ্রেণীর (নোবেল গ্যাস) সদস্য, 1s²-এর একটি অত্যন্ত স্থিতিশীল ইলেকট্রন বিন্যাস ধারণ করে। এই সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ যোজ্যতা কক্ষের কারণে হিলিয়াম সাধারণ পরিস্থিতিতে অত্যন্ত নিষ্ক্রিয় থাকে। এটি ইলেকট্রন গ্রহণ, বর্জন বা ভাগ করে নেওয়ার ন্যূনতম প্রবণতাও দেখায় না, ফলে খুব কম, বা কোনো স্থিতিশীল রাসায়নিক যৌগ গঠন করে না।

তড়িৎঋণাত্মকতা

এর রাসায়নিক নিষ্ক্রিয়তা এবং সমযোজী বন্ধন গঠনের প্রবণতার অভাবের কারণে, পলিং স্কেলের মতো প্রামাণ্য স্কেলে হিলিয়ামের জন্য তড়িৎঋণাত্মকতার মান সাধারণত সংজ্ঞায়িত বা বরাদ্দ করা হয় না। এর পূর্ণ যোজ্যতা কক্ষ বন্ধন গঠনে ইলেকট্রন আকর্ষণ করার কোনো রাসায়নিক তাড়না নির্দেশ করে না।

সাধারণ বিক্রিয়াশীলতা

হিলিয়ামকে রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় হিসাবে বিবেচনা করা হয়। এটি স্বাভাবিক পরীক্ষাগার পরিস্থিতিতে জারণ, বিজারণ, বা অ্যাসিড-ক্ষার বিক্রিয়ার মতো সাধারণ রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশ নেয় না। এই নিষ্ক্রিয়তা নোবেল গ্যাসগুলির একটি সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য।

বায়ু ও অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

হিলিয়াম বায়ু বা অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে না। এটি স্বাভাবিকভাবেই দাহ্য নয় এবং দহন সমর্থন করে না। উচ্চ তাপমাত্রা বা চাপেও কোনো রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটে না যা উচ্চ বিদ্যালয়ের রসায়নের জন্য প্রাসঙ্গিক।

• বিক্রিয়া: $\text\{He(g) + O\}_2\text\{(g) \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$

জল ও বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া

হিলিয়াম জলে অদ্রবণীয় এবং জল বা বাষ্পের প্রতি কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়াশীলতা দেখায় না। এর নিষ্ক্রিয় প্রকৃতি বিভিন্ন তাপমাত্রা ও চাপের পরিস্থিতিতেও বজায় থাকে।

• বিক্রিয়া: $\text\{He(g) + H\}_2\text\{O(l/g) \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$

অ্যাসিড ও ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া

হিলিয়াম অ্যাসিড এবং ক্ষার উভয়ের প্রতিই রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়। এটি লঘু বা গাঢ় খনিজ অ্যাসিডের সাথে, অথবা শক্তিশালী বা দুর্বল ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া করে না।

• অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া: $\text\{He(g) + Acid \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$
• ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া: $\text\{He(g) + Base \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$

প্রধান পরীক্ষাগার পরীক্ষা/শনাক্তকরণ বিক্রিয়া

হিলিয়ামের চরম রাসায়নিক নিষ্ক্রিয়তার কারণে, উচ্চ বিদ্যালয়ের পরীক্ষাগারে এর শনাক্তকরণের জন্য কোনো প্রচলিত রাসায়নিক ‘ওয়েট টেস্ট’ (যেমন, অধঃক্ষেপ, রঙের পরিবর্তন, বিক্রিয়া থেকে গ্যাস নির্গমন) উপলব্ধ নেই। শনাক্তকরণ এর স্বতন্ত্র ভৌত ধর্ম বা উন্নত বর্ণালীবীক্ষণ পদ্ধতির উপর নির্ভর করে:

1. নিষ্ক্রিয়তা: একটি গ্যাস হিসাবে, হিলিয়ামকে দহন করতে না পারা বা দহনকে সমর্থন করতে না পারার মাধ্যমে শনাক্ত করা যায়। যদি একটি শিখা প্রবেশ করানো হয়, গ্যাসটি জ্বলবে না, বা শিখাটিকে বজায়ও রাখবে না। এটি দাহ্য গ্যাস (যেমন, হাইড্রোজেন) এবং বিক্রিয়াশীল গ্যাস (যেমন, অক্সিজেন) থেকে এটিকে আলাদা করে।
2. কম ঘনত্ব: হিলিয়াম বাতাসের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম ঘনত্বের হয়। এই ধর্মটি এমন বেলুন ভরাট করার ক্ষমতার মাধ্যমে স্পষ্ট হয় যা ভেসে থাকে। একটি সাধারণ ঘনত্ব তুলনা এর উপস্থিতি নির্দেশ করতে পারে।
3. পারমাণবিক নিঃসরণ বর্ণালীবীক্ষণ (Atomic Emission Spectroscopy): সবচেয়ে সুনির্দিষ্ট শনাক্তকরণ পদ্ধতি হলো এর অনন্য পারমাণবিক নিঃসরণ বর্ণালী (atomic emission spectrum)-এর মাধ্যমে। যখন হিলিয়াম গ্যাসকে বৈদ্যুতিক স্রাব দ্বারা উত্তেজিত করা হয়, তখন এটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলো নির্গত করে, যা একটি স্বতন্ত্র বর্ণালী স্বাক্ষর তৈরি করে। তবে, এই পদ্ধতিটি সাধারণত উচ্চ বিদ্যালয়ের রুটিন ব্যবহারিক কাজের বাইরে।