সিগমা ($\sigma$) এবং পাই ($\pi$) বন্ড

রাসায়নিক বিক্রিয়ার ফলে দুইটা পরমাণু যখন বন্ড বা বন্ধন গঠন করে তখন মূলত কী হয় জানো?
তারা মূলত একজনের সাথে আরেকজন ওভারল্যাপিং করে।

১. শুরুতেই জানি 'ওভারল্যাপিং' কী?

বন্ড তৈরি হওয়ার সময় পরমাণুর অরবিটালগুলো একে অপরের ওপর চড়ে বসে, এটাকে বলে ওভারল্যাপিং। চিন্তা করো দুটো পেন্সিলের কথা। পেন্সিল দুটোকে তুমি দুভাবে জোড়া দিতে পারো:

• মুখোমুখি (Head-to-Head): যদি পেন্সিলের মাথা দুটো একটার সাথে আরেকটা লাগাও।
• পাশাপাশি (Side-to-Side): যদি পেন্সিল দুটোকে একদম সমান্তরালভাবে পাশাপাশি রাখো।

ঠিক এইভাবেই পরমাণুর মাঝে বন্ড তৈরি হয়।

২. সিগমা ($\sigma$) বন্ড: মুখোমুখি লড়াই

যখন দুইটা পরমাণুর অরবিটাল একদম মুখোমুখি এসে ধাক্কা খায় বা ওভারল্যাপ করে, তখন তাকে বলে সিগমা বন্ড।

• শক্তি: এটা অনেক শক্তিশালী বন্ড। কারণ মুখোমুখি ওভারল্যাপিং অনেক বেশি হয়। অনেকটা দুইটা গাড়ির মুখোমুখি সংঘর্ষের মতো, যাতে প্রভাব অনেক বেশি থাকে।
• অরবিটাল কম্বিনেশন:
  • $s-s$ অরবিটাল
  • $s-p$ অরবিটাল
  • $p-p$ অরবিটাল (মুখোমুখি হলে)

৩. পাই ($\pi$) বন্ড: সাইড দিয়ে গা ঘষা

যখন দুইটা অরবিটাল মুখোমুখি না এসে পাশাপাশি সমান্তরালভাবে থাকে এবং এদের সাইডগুলো হালকাভাবে ওভারল্যাপ করে, তখন তাকে বলে পাই বন্ড।

• শক্তি: এটা সিগমা বন্ডের চেয়ে দুর্বল। কারণ এদের মধ্যে ওভারল্যাপিং খুব কম হয়।
• অরবিটাল কম্বিনেশন: শুধুমাত্র $p-p$ অরবিটাল পাশাপাশি থাকলেই এই বন্ড হয়।

৪. সিগমা বন্ড কেন শক্তিশালী?

সিগমা বন্ড আর পাই বন্ডকে একজন বডিবিল্ডার আর একজন বয়স্ক লোকের উদাহরণ দিয়ে বোঝানো যেতে পারে।
সিগমা বন্ড হলো সেই বডিবিল্ডারের মতো, যার ওভারল্যাপিং বা শক্তি অনেক বেশি। আর পাই বন্ড হলো দুর্বল।

• বন্ড এনার্জি: সিগমা বন্ড ভাঙতে বেশি শক্তির দরকার হয়।
• বন্ড লেন্থ: ওভারল্যাপিং যত বেশি হয়, পরমাণুগুলো তত কাছে থাকে, তাই বন্ড লেন্থ বা দৈর্ঘ্য ছোট হয়।

শক্তির ক্রম অনুযায়ী সাজালে দেখবে,

আরও জেনে রাখা ভালো যে, এই ওভারল্যাপিং এর উপরেই বন্ধন কতটা শক্তিশালি হবে, তার গলনাঙ্ক-স্ফুটনাঙ্ক কম-বেশী হবে কিনা এসব ডিপেন্ড করে।

৫. বন্ড গণনা করতে হলে মনে রাখতে হবেঃ

১. দুইটা পরমাণুর মাঝে প্রথম বন্ডটা সবসময় সিগমা ($\sigma$) হবে।
২. যদি ডাবল বন্ড থাকে, তবে প্রথমটা সিগমা আর পরেরটা পাই ($\pi$)।
৩. যদি ট্রিপল বন্ড থাকে, তবে প্রথমটা সিগমা আর বাকি দুইটা পাই ($\pi$)।

উদাহরণ:

• পানি ($H_{2}O$): $O$ আর $H$ এর মাঝে শুধু সিঙ্গেল বন্ড আছে। তাই এখানে ২ টি সিগমা বন্ড, পাই বন্ড ০ টি।
• ইথিন ($C_2{H}_4$): এখানে কার্বন-কার্বন ডাবল বন্ড আছে। টোটাল ৫ টি সিগমা আর ১ টি পাই বন্ড আছে।
• ইথাইন ($C_2{H}_2$): এখানে কার্বন-কার্বন ট্রিপল বন্ড আছে। তাই ৩ টি সিগমা আর ২ টি পাই বন্ড।

৬. একটা ছোট কুইজ

প্রশ্ন: $1s-2s$ বন্ড আর $1s-3s$ বন্ডের মধ্যে কোনটি বেশি শক্তিশালী?
উত্তর: $1s-2s$ বন্ড। কারণ এরা একে অপরের খুব কাছে থাকে, ফলে এদের ওভারল্যাপিং বেশি হয়। পরমাণু যত দূরে যাবে, বন্ড তত দুর্বল হবে।