জৈব রসায়নের সুচনা

জৈব রসায়নের সুচনা

(Introduction to Organic Chemistry)

প্রশ্ন: জৈব যৌগ বলতে কী বোঝ? (Organic Compound)

উত্তর : কার্বন এবং হাইড্রোজেনের সমন্বয়ে গঠিত যৌগসমূহকে হাইড্রোকার্বন বলে। এই হাইড্রোকার্বন ও এর জাতকসমূহ যাদেরকে প্রাণিদেহে পাওয়া যায় এবং কৃত্রিমভাবে সংশ্লেষণ করা হয় তাদেরকে জৈব যৌগ বলে। CO32-, HCO3-, সায়ানাইড, কার্বাইড ব্যতীত।

প্রশ্ন: জৈব যৌগের প্রাচুর্যতার কারণ উল্লেখ কর। (Abundance of organic compounds)

উত্তর : কারণগুলো নিমরূপ-

i) C পরমাণুর ক্যাটিনেশন ধর্ম। 

ii) জৈব যৌগের সমাণুতা। 

iii) জৈব যৌগের পলিমারকরণ।

ল্যাটিন ‘catena’ [ka-ti-na] অর্থ চেইন বা শিকল থেকে ক্যাটিনেশন শব্দটি নেওয়া হয়েছে। কোনো মৌলের পরমাণুসমূহ নিজেদের মধ্যে সমযোজী বন্ধনে যুক্ত হয়ে দীর্ঘ শিকল বা চেইন গঠনের ধর্মকে ক্যাটিনেশন বলে। কার্বন, সিলিকন, সালফার, ফসফরাস ইত্যাদি মৌলসমূহ ক্যাটিনেশন ধর্ম দেখায়। এসব মৌলের মধ্যে কার্বনের ক্যাটিনেশন অত্যন্ত প্রবল। 

প্রশ্ন : C- পরমাণুর ক্যাটিনেশন দেখানোর কারণগুলি উল্লেখ কর। (Reasons for showing C-atom catenation)

উত্তরঃ কারণগুলো নিমরূপ-

i) C- এর সুষম চতুর্যোজ্যতা আছে। 

ii) C- পরমাণুর আকার ছোট । 

iii) C- পরমাণু sp3, sp2 এবং sp সংকরণের মাধ্যমে C-C, C=C এবং C≡C গঠন করতে পারে। 

iv) C- পরমাণুসমূহ নিজেদের সাথে বন্ধন গঠন করার পরও অন্যান্য মৌলের সাথে বন্ধনে যুক্ত হতে পারে। 

v) C-C বন্ধন এনথালপির মান (348Kjmol-1 ) একই পর্যায়ের অন্যান্য যেকোনো মৌলের বন্ধন এনথালপি অপেক্ষা বেশি। যেমন N – N, O-O, বন্ধন এনথালপির মান যথাক্রমে 163 এবং 146 jmol-1 একই পর্যায়ে ডানে গেলে বন্ধন এনথালপি কমে যায় কারণ Ipe – এর সংখ্যা বাড়ে। 

vi) C- পরমাণুর তড়িৎ ঋণাত্মকতার মান মধ্যম প্রকৃতির, যা একই পর্যায়ের ১ম মৌল Li এবং শেষ মৌল F এর তড়িৎ ঋণাত্মকতার গড় মানের সমান।

vii) C- পরমাণু বিভিন্ন ধাতুর সাথে জৈব ধাতব যৌগ গঠন করতে পারে। 

প্রশ্ন: ফুলারিন কী? (Fullerene) 

উত্তরঃ ক্যাটিনেশন ধর্মগুণে sp2 সংকরিত 60টি কার্বন পরমাণু পরস্পরের সাথে যুক্ত হয়ে দৈত্যাকার অণু ফুলারিন গঠন করে। এ অণুর কাঠামোটির দেখতে অনেকটা ফুটবলের মতো।

ক্যাটিনেশনের একটি বিশেষ উদাহরণ হলো ফুলারিনস (fullerenes) নামক কার্বনের একটি বিশেষ শ্রেণীর রূপভেদ। গ্রাফাইট ও ডায়মন্ড বা হীরক ছাড়াও বিজ্ঞানীরা 1985 খ্রিষ্টাব্দে কার্বনের বিশেষ শ্রেণীর রূপভেদ আবিষ্কার করেন। এ রূপভেদসমূহের অণুতে 30 – 70টি কার্বন পরমাণু সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ থাকে। এসব রূপভেদের যেমন- C32, C50, C60, C70 এর নামকরণ হয় ফুলারিনস।

রূপভেদে C60 এর আণবিক গঠন হল বিখ্যাত স্থপতি বুকমিনস্টার ফুলারিন নির্মিত ভূগোলিক আকৃতির গম্বুজ এর মতো। তাই রূপভেদ C60 কে বুকমিনস্টার ফুলারিন বা বাকি বল বলা হয়। এ বিশেষ ফুলারিন অণুতে 60টি কার্বন পরমাণু C60  (আণবিক ভর 720) sp2 সংকরিত অবস্থায় পরস্পরের সাথে একক বন্ধন দ্বারা আবদ্ধ। এদের মুক্ত ইলেকট্রন থাকায় এরা সেমিকন্ডাকটর হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

প্রশ্ন : জৈব যৌগের শ্রেণীবিভাগ বর্ণনা কর। (Classification of organic compounds)

উত্তর :

প্রশ্ন: ইথিনে H₂C=CH₂ এর সংকরণ প্রকৃতি বর্ণনা কর। (The hybrid nature of H₂C=CH₂ in ethin)

উত্তর : ইথিনে প্রতিটি কার্বন পরমাণুর Sp2 সংকরণ ঘটে।

ইথিনের অরবিটালের চিত্র

প্রশ্ন: ইথাইন (HC ≡ CH) এর সংকরণ প্রকৃতি বর্ণনা কর। (The hybrid nature of ethyne (HC ≡ CH))

উত্তর : ইথাইন প্রতিটি কার্বন পরমানুর Sp সংকরণ ঘটে।

প্রশ্ন : প্রোপাইনের সংকরণ প্রকৃতি ব্যাখ্যা কর। (The hybrid nature of Propyne)

উত্তর : CH3–C≡CH 

sp3     sp     sp

প্রশ্ন : C=C বন্ধনের বন্ধন দুরত্ব অপেক্ষা C≡C বন্ধনের বন্ধন দূরত্ব অপেক্ষা ছোট কেন? (C=C Bonding distance is shorter than C≡C bonding distance)

উত্তর : 

C-C (0.154nm), sp3 সংকরণ (S = 25%, P = 75%)

C=C (0.134nm), sp2 সংকরণ (S = 33%, P = 67%) 

C≡C (0.120nm), sp সংকরণ (S = 50%, P = 50%) 

S চরিত্র বৃদ্ধি পেলে বন্ধন e যুগল C পরমাণুর নিউক্লিয়াস কর্তৃক অধিক জোড়ে আকৃষ্ট হয়। এতে বন্ধন দূরত্ব হ্রাস পায়। ত্রি-বন্ধনে C এর sp সংকরণ এবং দ্বি-বন্ধনে C এর sp2 সংকরণ ঘটে। C=C এর সিগমা বন্ধন দুটি sp2 সংকর অরবিটালের অধিক্রমণে এবং C≡C এর সিগমা বন্ধন দুটি sp সংকর অরবিটালের অধিক্রমণে গঠিত।সুতরাং ত্রি-বন্ধনযুক্ত C পরমাণুর সংকর অরবিটালে S চরিত্র বৃদ্ধি পাওয়ার কারণে এক্ষেত্রে sp সংকর অরবিটাল দ্বারা সৃষ্ট C-C সিগমা বন্ধনের ইলেক্ট্রন উভয় C নিউক্লিয়াস দ্বারা অধিক আকৃষ্ট হওয়ায় । দ্বি-বন্ধন অপেক্ষা ত্রি-বন্ধন দূরত্ব হ্রাস পায়। 

একই কারণে- 

C-C বন্ধনে C- H দূরত্ব হল 0.110 nm 

C=C বন্ধনে C-H দূরত্ব হল 0.109 nm

C=C বন্ধনে C-H দূরত্ব হল 0.106 nm

মূলক (Group)

প্রশ্ন: অ্যালকাইল মূলক বলতে কী বুঝো? (Alkyl group)

উওর: অ্যালকেন বা সম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন হতে একটি H- পরমাণু অপসারিত হলে যে একযোজীমূলক পাওয়া যায় তাকে অ্যালকাইলমূলক বলে ।

CnH2n+2      -H    →  CnH2n+1-  →  অ্যালকাইল মূলক। একে R দ্বারা প্রকাশ করা হয়। 

প্রশ্ন: সমগোত্রীয় শ্রেণী বা হোমোলোগাস শ্ৰেণী বলতে কী বুঝো? এদের বৈশিষ্ট্যগুলো উল্লেখ কর। (Homologous class and it’s features)

উত্তর: একই মৌলের সমন্বয়ে গঠিত জৈব যৌগসমূহকে আণবিক ভর বৃদ্ধির ক্রমানুসারে সাজালে পরপর দুটি যৌগের মধ্যে মিথিলিন (-CH2-)

মূলকের পার্থক্য ঘটে এবং যাদের ভৌত ধর্মে নিয়মিত ক্রম এবং রাসায়নিক ধর্মে সাদৃশ্য দেখা যায় তাদেরকে সমগোত্রীয় শ্রেণী বলে এবং এ শ্রেণীর অন্তর্ভূক্ত প্রত্যেক সদস্যকে সমগোত্রক বলে। 

১। এদের একটি নির্দিষ্ট কার্যকরী মূলক আছে। 

২। এদের একটি সাধারণ সংকেত আছে। 

৩। পরপর দুটি যৌগের মধ্যে – CH2- মূলকের বা 14 আণবিক ভরের পার্থক্য ঘটবে। 

৪। এদের প্রত্যেকের একটি সাধারণ প্রস্তুতপ্রণালী আছে। 

৫। এদের রাসায়নিক ধর্ম প্রায় একই। তবে আণবিক ভর বাড়লে সক্রিয়তা কিছুটা-হ্রাস পায়। 

৬। এদের ভৌতধর্মে পার্থক্য পরিলক্ষিত হয়। আণবিক ভর বাড়লে গলনাঙ্ক ফুটনাঙ্ক বাড়লেও দ্রাব্যতা হ্রাস পায়।

প্রশ্নঃ কার্যকরী মূলক বলতে কী বুঝো? বিভিন্ন সমগোত্রীয় শ্রেণীর কার্যকরী মূলকের নাম ও সংকেত লিখ। (Functional groups with the name of it’s various type)

উত্তরঃ কোনো জৈব যৌগে উপস্থিত যে পরমাণু বা পরমাণুগোষ্ঠী অথবা চিহ্ন উক্ত যৌগের সমগোত্রীয় শ্রেণীর পরিচয় বহন করে এবং সকল রাসায়নিক ধর্ম কার্যতভাবে নিয়ন্ত্রণ করে তাদেরকে কার্যকরী মূলক বা ক্রিয়াশীল মূলক বা ক্রিয়াদর্শী মূলক বলে ।

কার্বনিলমূলকঃ (Carbonyl group)

অ্যামিন (Amine):

অ্যামোনিয়া থেকে এক একটি H পরমাণু অ্যালকাইল বা অ্যারাইল মূলক দ্বারা প্রতিস্থাপিত করলে যথাক্রমে 1°, 2°, 3° অ্যামিন পাওয়া যায়। 

-NH2  [1° অ্যামিন] অ্যামিনোমূলক 

-N      |H [2° অ্যামিন] অ্যামিনোমূলক

-N      |- [3° অ্যামিন] ত্রিযোজী N পরমাণু ।

আইসো-সায়ানাইড (Iso-cyanide):

R-NC 

-N≡C [আইসো সায়ানাইড] 

বা, -N.  .=C:

বা, -N+C-

সায়ানাইড/নাইট্রাল :

R-CN       -C≡N [সায়ানাইড/নাইট্রাল। 

নাইট্রোযৌগ (Nitro compound):

সালফোনিক এসিড (Sulfonic acid):

R – SO₃H [অ্যালকাইল সালফোনিক এসিড]

কার্বক্সিল (Carboxyl):

এখানে, কার্বনিল এবং হাইড্রক্সি মূলক আছে বলে কার্বক্সিলমূলক বলা হয়।

-COOH এর জাতকসমূহ (Derivatives of -COOH)

প্রশ্ন: ফিনাইলমূলক বা অ্যারাইল মূলক কী? (Phenyl group or Aryl group)

উত্তর : অ্যারোম্যাটিক যৌগের বেনজিন চক্র হতে একটি H- পরমাণু প্রতিস্থাপিত হলে যে একযোজীমূলক পাওয়া যায় তাকে অ্যারাইল মূলক বলে। বেনজিন হতে একটি H- পরমাণু প্রতিস্থাপিত হলে তাকে ফিনাইল মূলক বলে ।

যেমন-

সারণি: বিভিন্ন সমগোত্রীয় শ্রেণির কার্যকরী মূলক

(Table: Functional of different homogenous classes)

সমগোত্রীয়যৌগ শ্রেণি	কার্যকরী মূলকও গাঠনিক সংকেত	কার্যকরীমূলকের নাম	উদাহরণ
১. অ্যালকিনCnH2n		কার্বন-কার্বনদ্বিবন্ধন			ইথিন(ইথিলিন)
২. অ্যালকাইন CnH2n-2		কার্বন-কার্বনত্রিবন্ধন			ইথাইন(অ্যাসিটিলিন)
৩. অ্যালকোহল R-OH		অ্যালকোহলমূলক			মিথাইল (মিথাইল অ্যালকোহল)
৪. হ্যালোঅ্যালকেন R-X		হ্যালাইড মূলক			ক্লোরোমিথেন (মিথাইল ক্লোরাইড)
৫. অ্যামিন R-NH2		অ্যামিনো মূলক			ইথান্যামিন(ইথাইল অ্যামিন)
৬. অ্যালডিহাইড R-CHO		অ্যালডিহাইডমূলক			ইথান্যাল (অ্যাসিট্যালডিহাইড)
৭. কিটোন R-CO-R		কার্বনিল বা কিটো-মূলক			2- প্রোপানোন (অ্যাসিটোন)
৮. কার্বক্সিলিক এসিড R-COOH		কার্বক্সিল মূলক			ইথানোয়িক এসিড(অ্যাসিটিক এসিড)
৯. এস্টার R-COOR		এস্টারমূলক			মিথাইল ইথানোয়েট(বা অ্যাসিটেট)
১০. অ্যামাইড R-CONH2		অ্যামাইডমূলক			ইথ্যান্যামাইড(অ্যাসিট্যামাইড)

নামকরণ

(Naming of organic compound)

জৈব যৌগের নামকরণ পদ্ধতি (Naming system of organic compounds)

১। সাধারণ পদ্ধতি 

২। উদ্ভুত পদ্ধতি/Derived System

৩। IUPAC system

সাধারণ পদ্ধতি নামকরণ (Common naming method)

C6H14 

CH3-CH2- CH2-CH2-CH3

n- হেক্সেন 

উদ্ভুত পদ্ধতির নামকরণ (Derived System)

ডাই মিথাইল মিথেন

ট্রাই মিথাইল মিথেন

টেট্রা মিথাইল মিথেন

Iso বিউটাইল মূলক

আইসোপ্রোপাইল মূলক

সেকেন্ডারি বিউটাইল মূলক

IUPAC system/আন্তর্জাতিক/জেনেভা পদ্ধতিঃ

অ্যালকেন (Alkane)

2, 4, 5 – ট্রাইমিথাইলহেক্সেন (+ = 11)

2, 3, 5 – ট্রাইমিথাইলহেক্সেন (+ = 10) (সঠিক)

(CH₃)₃ CC (CH₃)₃

2, 2, 3, 3 – টেট্রামিথাইলবিউটেন

Rule

১। দীর্ঘতম কার্বন শিকল বিবেচনা করতে হবে। 

২। পার্শ্ব শিকলের অবদান ক্ষুদ্রতম ধরে গণনা করতে হবে। 

৩। একাধিক পার্শ্বশিকলের অবস্থানসমূহের যোগফল ক্ষুদ্রতম হবে। 

৪। ভিন্ন পার্শ্বশিকল থাকলে লিখার ক্ষেত্রে ইংরেজী বর্ণমালার ক্রমানুযায়ী লিখতে হবে।

৫ । উভয় দিক থেকে পার্শ্বশিকলের অবস্থান একই হলে যে মূলকের আণবিক ভর বেশি সেটিকে প্রধান্য দিয়ে Numbering করতে হবে। 

অ্যালকিনের নামকরণ (Naming of Alkene)

এক্ষেত্রে দ্বিবন্ধনকে প্রাধান্য দিতে হবে।

C4H3 –C3H=C2|CH3-C1H3 

2 – মিথাইলবিউট – 2-ইন বা 2-মিথাইলবিউটিন – 2 / 2 মিথাইল -2- বিউটিন

3, 5 – ডাইমিথাইলহেক্সিন – 1 বা, 3, 5 – ডাইমিথাইলহেক্স – 1 ইন

যদি কোনো যৌগে দুটি দ্বিবন্ধন থাকে, তাহলে তাদেরকে অ্যালকা-ডাই-ইন বা অ্যালকাডাইন বলা হয়। 

• CH₂ = CH – CH = CH₂ বা,

1, 3, – বিউটাডাইন/ বিউটা – 1, 3 – ডাই-ইন/ বিউটা – 1, 3 – ডাইন

CH₂ = CH – 

ভিনাইল মূলক 

CH₂ = CH – CH₂ – অ্যালকাইল মূলক

অ্যালকাইন (Alkyne):

এক্ষেত্রে ত্রিবন্ধন কে প্রাধান্য দিতে হবে ।

 CH3 – CH2-C ≡ C- CH3

 2 পেন্টাইন/পেন্টাইন-2/ পেন্ট -2 আইন।

CH≡C – C ≡ CH  

1, 3 বিউটা-ডাই-আইন/ বিউটা-1,3- ডাইআইন

ত্রিবন্ধন এবং দ্বিবন্ধন কোন যৌগে একসাথে থাকলে তাদেরকে অ্যালকিনাইন রুপে নামকরণ করা হয়। যদি দ্বিবন্ধন এবং ত্রিবন্ধন ভিন্ন অবস্থানে থাকে তাহলে, দ্বিবন্ধন এবং ত্ৰিবন্ধন এর ক্ষুদ্রতম অবস্থান বিবেচনা করা হয়। কিন্তু, উভয়দিকে থেকে দ্বিবন্ধন এবং ত্রিবন্ধন একই নাম্বারে হলে, সেক্ষেত্রে দ্বিবন্ধনকে প্রাধান্য দিয়ে Numbering করতে হয়।

4 – হেক্সিনাইন – 1 বা, 4 – হেক্সিন – 1 – আইন  

বা, হেক্স – 4 – ইন – 1 – আইন  

1 – হেক্সিনাইন – 5 বা, হেক্স – 1 – ইন – 5 – আইন   

HC C – CH = CH – CH3

CH₂ = C (CH₃) – C C – CH₃

CH C – CH₂ – CH = CH

CH₃ – CC – CH(CH₃) – CH=CH₂ – CH₃

নামকরণ

(Naming of organic compound)

অ্যালকোহল পরিবার (Alcohol family)

3 – মিথানল বিউটানল – 2

3 – মিথাইল বিউটান – 2 – অল 

বা, 1, 2 – ইথেন – ডাই – অল (IUPAC)

বা, ইথিলিন গ্লাইকল

1-2 প্রোপেন ডাইঅল/প্রোপিলিন গ্লাইকল

গ্লিসারল/গ্লিসারিন বা প্রোপেন- 1,2,3- ট্রাই-ওল

আইসো বিউটানল (Iso butanol)

2- মিথাইল প্রোপানল -2 বা টারশিয়ারী বিউটাইল অ্যালকোহল

মিথাইল কার্বিনল/ইথানল

ট্রাই মিথাইল কার্বিনল/২-মিথাইল প্রোপানল -২ 

সেকেন্ডারি বিউটাইল অ্যালকোহল বা বিউটানল- ২

কার্বিনল

ডাই মিথাইল কার্বিনল প্রোপানল- ২

ইথাইল মিথাইল কার্বিনল/বিউটানল- ২

নামকরণ

(Naming of organic compound)

কিটোনের নামকরণ (Naming of Ketones)

এক্ষেত্রে কিটোনমূলককে প্রাধান্য দিতে হয়।

2 – বিউটানোন

বিউটান- 2 – ওন

বিউটানোন-2

2,4- পেন্টেন-ডাই-ওন বা, পেন্টেন-2,4- ডাই-ওন

2- মিথাইলপেন্টানোন -3 বা 2- মিথাইল পেন্টান- 3-ওন

CH3-CO-CH3

প্রোপানোন/অ্যাসিটোন

ডাই মিথাইল কিটোন

ফিনিইলইথানোন (IUPAC)

মিথাইলফিনাইল কিটোন

অ্যাসিটোফেনোন

ডাইফিনাইলকিটোন

বেনজোফেনোন

ইথেনডাইঅ্যাল/গ্লাইঅক্সাল

2, 2- ডাইমিথাইল প্রোপান্যাল

2,2- ডাইক্লোরোপেন্টেন- 3- ওন 

2,4- ডাইমিথাইলহেক্সেন- 3- ওন 

প্রোপেন 1,3 ডাইকার্বালডিহাইড

2- ইথাইল 3- মিথাইলবিউটান্যাল

বেনজালডিহাইড

CH3-CHO

ইথান্যাল/অ্যাসিটাল ডিহাইড

H-CNO

মিথান্যাল/ফরমালডিহাইড

OHC-CH2-CH2-CH2-CHO

পেন্টেন ডাইঅ্যাল

বা প্রোপেন-1, 3 ডাইকার্বালডিহাইড

HC≡C-CHO

প্রোপ-2 -আইন- 1- অ্যাল/2- প্রোপান্যাল

1, 4 বিউটেনডাইঅ্যাল

কার্বক্সিলিক এসিডের নামকরণ (Naming of Carboxylic acid)

এক্ষেত্রে, কার্বক্সিল মূলকের C কে 1 no ধরে গণনা করতে হবে। 

3- ক্লোরো বিউটানয়িক এসিড

ইথেনডাইঅয়িক এসিড/অক্সালিক এসিড/1, 2 ইথেনডাইঅয়িক এসিড

HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH

1,5 –পেন্টেনডাইঅয়িক এসিড

প্রোপেন- 1, 3- ডাই কার্বক্সিলিক এসিড

প্রোপেনডাইঅয়িক এসিড

CCl3-COOH

2, 2, 2-ট্রাইক্লোরোইথানয়িক এসিড

2-ব্রোমো ইথানয়িক এসিড 

মনোব্রোমো ইথানয়িক এসিড 

বেনজয়িক এসিড

ইথারের নামকরণ (Naming of Ether):

এ সমস্ত যৌগকে (R-O-R) অ্যালকক্সি অ্যালকেন রুপে নামকরণ করা হয়।

CH3-O-CH3

মিথোক্সিমিথেন

ডাইমিথাইল ইথার

CH3-O-C2H5

মিথোক্সিইথেন/ইথাইল মিথাইল ইথার

[O এর দুপাশে ভিন্ন Alky/মূলক থাকে তখন যেদিকে কার্বন কম আছে সেদিকে অক্সি ধরতে হবে।]

C2H5-O-C2H5

ইথোক্সিইথেন/ডাই ইথাইল ইথার

CH3-(CH2) 2-O-CH3

মিথোক্সি প্রোপেন

মিথোক্সি বেনজিন

মিথাইলফিনাইলইথার

ফিনোক্সি বেনজিন/ডাইফিনাইল ইথার

2- মিথোক্সি বিউটেন

C3H7-O-CH3

মিথাইলপ্রোপাইলইথার

3- মিথাইল- 1-মিথোক্সি বিউটেন