Alkaline earth octacarbonyl complex
ক্ষারীয় মৃত্তিকা অষ্টকার্বোনিল কমপ্লেক্সগুলি নিরপেক্ষ যৌগগুলির একটি শ্রেণী যার সাধারণ সূত্র এম (সিও) 8 যেখানে এম একটি ভারী গ্রুপ 2 উপাদান (সিএ, এসআর, বা বিএ)। ধাতব কেন্দ্রের একটি আনুষ্ঠানিক জারণ অবস্থা 0 এবং জটিল ঘন ওহ বিন্দু গোষ্ঠীর অন্তর্গত উচ্চ স্তরের প্রতিসাম্য রয়েছে। এই কমপ্লেক্সগুলি একটি নিম্ন-তাপমাত্রার নিয়ন ম্যাট্রিক্সে বিচ্ছিন্নযোগ্য, তবে বায়ু এবং জলে তাদের অস্থিতিশীলতার কারণে প্রায়শই প্রয়োগগুলিতে ব্যবহৃত হয় না। এই কমপ্লেক্সগুলির মধ্যে বন্ধনটি বিতর্কিত, কেউ কেউ যুক্তি দেন যে বন্ধনটি রূপান্তর ধাতব কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলির বন্ধনের অনুরূপ একটি মডেলের অনুরূপ যা 18-ইলেকট্রন নিয়ম মেনে চলে এবং অন্যরা যুক্তি দেন যে অণুটি আরও সঠিকভাবে ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু কেন্দ্র এবং কার্বনিল লিগ্যান্ডগুলির মধ্যে আয়নিক বন্ধন ধারণ করে। বিই (সিও) 8 এবং এমজি (সিও) 8-এর কমপ্লেক্সগুলি অপ্রাপ্য (এন-1) ডি অরবিটালের কারণে কৃত্রিমভাবে সম্ভব নয়। বেরিলিয়াম একটি ডাইনিউক্লিয়ার হোমোলেপটিক কার্বনিল এবং ম্যাগনেসিয়াম একটি মনোনিউক্লিয়ার হেটেরোলেপটিক কার্বনিল গঠন করতে দেখা গেছে, উভয়ই প্রতিটি ধাতব পরমাণুতে আটটির পরিবর্তে মাত্র দুটি কার্বনিল লিগ্যান্ড রয়েছে। সংশ্লেষণ এবং বৈশিষ্ট্যকরণ প্রথম রিপোর্ট করা ক্ষারীয় পৃথিবীর অক্টা-কার্বনিল জটিল, বা (সিও) 8,2018 সালে জুয়ান উ এবং জার্নট ফ্রেঙ্কিং দ্বারা প্রথম সংশ্লেষিত হয়েছিল। জটিল Ca (CO) 8 এবং Sr (CO) 8, তারপর শীঘ্রই একটি অনুরূপ পদ্ধতি ব্যবহার করে সংশ্লেষিত করা হয়। সংশ্লেষণে, ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু একটি লেজারের সাহায্যে একটি ধাতুর (সিএ, এসআর, বা বিএ) অবক্ষয়ের মাধ্যমে উত্পাদিত হয় এবং তারপরে কার্বন মনোক্সাইডের বিভিন্ন ঘনত্বের (0.02 থেকে 0.2% অতিরিক্ত নিয়ন) সাথে একটি ক্রায়োজেনিক উইন্ডোতে সহ-জমা হয়। কার্বন মনোক্সাইডের কম ঘনত্বে, ডাই-, ট্রাই-এবং টেট্রাকার্বোনিল অণুগুলির মতো নিম্ন স্থানাঙ্ক কমপ্লেক্সগুলি সংশ্লেষিত হতে পারে। উচ্চ সিও ঘনত্বের অধীনে, অক্টা-কার্বনিল জটিল পর্যবেক্ষণ করা হয়। ক্ষারীয় মৃত্তিকা কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলি ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি এবং ভর স্পেকট্রোমেট্রি দ্বারা পর্যবেক্ষণযোগ্য এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত। অষ্টকার্বনিল জটিলতার জন্য ইনফ্রারেড বর্ণালীতে শুধুমাত্র একটি অনন্য কার্বনিল প্রসারিত ব্যান্ড রয়েছে যা বোঝায় যে এই অণুগুলির ঘন ওহ প্রতিসাম্য রয়েছে। 12সি16ও, 13সি16ও মিশ্রণের সাথে রেডিও-লেবেলযুক্ত অক্টা-কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলির ইনফ্রারেড বর্ণালী এবং 13সি16ও এবং 13সি18ও মিশ্রণের সাথে লেবেলযুক্ত কমপ্লেক্সগুলিতে একটি একক কার্বনিল প্রসারিত ব্যান্ড থাকে যা ক্ষারীয় পৃথিবীর অক্টা-কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলির আরও সফল সংশ্লেষণের ইঙ্গিত দেয়। কমপ্লেক্সগুলির ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি-তে, কার্বনিল প্রসারিত ফ্রিকোয়েন্সি একটি মুক্ত সিও অণুর (2143 সেমি-1) ইনফ্রারেড কার্বনিল প্রসারিতের তুলনায় লাল-স্থানান্তরিত হয়। এই পরিবর্তন সম্ভবত ধাতব কেন্দ্রের সিও লিগ্যান্ডগুলির সাথে শক্তিশালী π ব্যাক-ডোনেশন মিথস্ক্রিয়া বা প্রতিবেশী কার্বনিল লিগ্যান্ডগুলির মধ্যে অ-সমযোজী আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়ার কারণে হতে পারে। ট্রানজিশন ধাতব কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলি π ব্যাক-ডোনেশন মিথস্ক্রিয়ার কারণে একটি লাল-স্থানান্তরিত শোষণ শিখরকেও চিত্রিত করে। একটি সি ষ্ণ ও প্রসারিতের স্বাভাবিক পরিসীমা হল 1850 সেমি-1 থেকে 2150 সেমি-1। সাধারণ ভর বর্ণালীতে বিভিন্ন [এম (সিও) এন] + প্রজাতির সাথে সম্পর্কিত চার্জ অনুপাতের সাথে ভর সহ অসংখ্য শিখর রয়েছে যেখানে এন হল সিও লিগ্যান্ডগুলির সংখ্যা। গঠন এবং বৈশিষ্ট্য প্রতিটি এম (সি ও) 8 জটিলের ভারসাম্য জ্যামিতি থেকে গণনা করা এম-সি ও এবং সি ষ্ণ ও বন্ধনের দৈর্ঘ্য নীচের সারণিতে দেখানো হয়েছে। কেন্দ্রীয় পরমাণুর ভর বৃদ্ধির সাথে সাথে ক্ষারীয় পৃথিবীর কেন্দ্র এবং সিও লিগ্যান্ডের মধ্যে বন্ধনের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায়। কেন্দ্রীয় পরমাণুর ভর বৃদ্ধির সঙ্গে সঙ্গে C ষ্ণ O বন্ধনের দৈর্ঘ্য হ্রাস পায়। ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি-তে কার্বনিল প্রসারিত ফ্রিকোয়েন্সি 1975 সেমি-1 থেকে 2025 সেমি-1 এর মধ্যে ঘটে। একটি মুক্ত সি. ও অণুর ইনফ্রারেড কার্বনিল প্রসারিত 2143 সেমি-1। মুক্ত সিও অণুর ইনফ্রারেড শোষণের সাথে সম্পর্কিত, এম (সিও) 8 কমপ্লেক্সের ইনফ্রারেড শিখরগুলি লাল স্থানান্তরিত হয়। ক্ষারীয় মৃত্তিকা অষ্টকার্বনিল কমপ্লেক্সগুলি বায়ু এবং জল সংবেদনশীল। তাদের কোনও পরিচিত অ্যাপ্লিকেশন নেই। বন্ধন বিতর্ক গ্রুপ 2 ক্ষারীয় পৃথিবীর উপাদানগুলির একটি এনএস 2 বিন্যাসে দুটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন থাকে এবং সাধারণত বন্ধনের জন্য তাদের এস এবং পি ভ্যালেন্স অরবিটাল ব্যবহার করে। গ্রুপের ভারী গ্রুপ 2 উপাদান, Ca, Sr, এবং বা, বন্ধনের জন্য তাদের খালি (n-1) d অরবিটালগুলি ব্যবহার করতে সক্ষম এবং আর 'অক্টেট নিয়ম' মেনে চলে না। এই অষ্টকার্বনিল ধাতুগুলিতে বন্ধনের জন্য দুটি মডেল সম্ভবঃ একটি সমযোজী মডেল যা রূপান্তর ধাতব কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলিতে বন্ধনের অনুরূপ যা 18-ইলেকট্রন নিয়ম মেনে চলে এবং একটি আয়নিক মডেল যেখানে কার্বনিল লিগ্যান্ডগুলি ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতুর সাথে লবণ গঠন করে। বন্ধন মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়নের গণনামূলক পদ্ধতিগুলি ব্যবহৃত ভিত্তি সেট এবং রেফারেন্স অবস্থার উপর নির্ভর করে বিভিন্ন ফলাফল তৈরি করেছে। এই মডেলে, দেওয়ার-চ্যাট-ডানকানসন মডেল ব্যবহার করে একটি সিও লিগ্যান্ড এবং ধাতব কেন্দ্রের মধ্যে বন্ধন বর্ণনা করা হয়েছে। সিও লিগ্যান্ডটি σ-দানের মাধ্যমে ধাতুর সাথে আবদ্ধ হয় এবং ধাতব কেন্দ্রটি কার্বনিল লিগ্যান্ডের সাথে π ব্যাক-দানের সাথে জড়িত থাকে। ক্ষারীয় মৃত্তিকা অষ্টকার্বনিল কমপ্লেক্সগুলিতে একটি ধাতব কেন্দ্র থাকে যার আনুষ্ঠানিক জারণ অবস্থা শূন্য। ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্ব ব্যবহার করে কোয়ান্টাম রাসায়নিক গণনাগুলি নিশ্চিত করে যে Ca, Sr, এবং বা প্রকৃতপক্ষে 18-ইলেকট্রন নিয়মকে সন্তুষ্ট করতে বন্ধনে তাদের (n-1) d ব্যবহার করতে পারে। এই গণনামূলক ফলাফলগুলি এই অনুমানকে সমর্থন করে যে ক্ষারীয় পৃথিবীর অষ্টকার্বনিল কমপ্লেক্সগুলি 18-ইলেকট্রন নিয়ম অনুসরণ করে এবং কার্বনিল রূপান্তর ধাতু কমপ্লেক্সের সাথে তুলনীয়। গণনামূলক পদ্ধতি যেমন কিউটিএআইএম (অণুতে পরমাণুর কোয়ান্টাম তত্ত্ব) এবং ইডিএ-এনওসিভি (এনার্জি ডিকম্পোজিশন অ্যানালাইসিস-ন্যাচারাল অরবিটালস অফ কেমিক্যাল ভ্যালেন্স) বিশ্লেষণের পাশাপাশি সাধারণ ইলেক্ট্রন গণনা 18-ইলেকট্রন নিয়ম মেনে চলা একটি জটিলতাকে সমর্থন করে। উপরের আণবিক অরবিটাল রেখাচিত্রে যেমন চিত্রিত হয়েছে, গণনা করা বৈদ্যুতিন কাঠামোতে a2u প্রতিসাম্য সহ একটি বিশুদ্ধ লিগ্যান্ড-ভিত্তিক অরবিটাল রয়েছে। এই লিগ্যান্ড-অনলি অরবিটাল আহ্বান করা এম (সিও) 8 কমপ্লেক্সে 18-ইলেকট্রন নিয়মের সন্তুষ্টির অনুমতি দেয় এবং লিগ্যান্ড খাঁচার উপর ধাতুর ক্ষেত্রের প্রভাব দ্বারা স্থিতিশীল হয়। ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতুগুলি তাদের দুটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রনকে ডিজেনারেট (এন-1) ডি অরবিটালের সমমিতিতে যোগ করতে সক্ষম। এই ইলেকট্রনগুলি সিও লিগ্যান্ডগুলির সাথে শক্তিশালী π ব্যাক-ডোনেশনে জড়িত থাকে এবং পরীক্ষামূলকভাবে উদ্ভূত ইনফ্রারেড বর্ণালীতে লাল-স্থানান্তরিত সিও প্রসারিত ফ্রিকোয়েন্সির জন্য দায়ী। অবক্ষয়িত যেমন কক্ষপথের দুটি ইলেকট্রনের একই ঘূর্ণন রয়েছে এবং একটি ত্রিস্তরীয় বৈদ্যুতিন স্থল অবস্থা, 3এ1জি দেয়। এই মডেলটি 18-ইলেকট্রন নিয়মকে সামঞ্জস্য করার জন্য সাতটি σ-দান মিথস্ক্রিয়া (a1g + 3t1u + 3t2g) এবং দুটি π ব্যাক-দান বন্ধন (2eg) সমর্থন করে। কিউটিএআইএম বন্ধন সমালোচনামূলক বিন্দু এবং বন্ধন পথের সম্পূর্ণ সেট সরবরাহ করে যা এম-সিও বন্ধনকে সরলরেখায় ঘন অষ্টতলকীয় প্রতিসাম্যের সাথে সংযুক্ত করে। কিউটিএআইএম গণনা দ্বারা উত্পাদিত সরল রেখাগুলি সমযোজী মিথস্ক্রিয়ার সহায়ক প্রমাণ। এম (সিও) 8-এ, একটি নিরপেক্ষ ক্ষারীয় পৃথিবীর কেন্দ্র এবং কিউটিএআইএম দ্বারা উত্পাদিত আটটি সিও লিগ্যান্ডের মধ্যে আটটি সমযোজী বন্ধন মিথস্ক্রিয়া রয়েছে। আয়নিক বন্ধন কোয়ান্টাম রাসায়নিক গণনার ফলাফলগুলি আরও পরামর্শ দেয় যে ক্ষারীয় পৃথিবীর অক্টা-কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলির বন্ধনকে একটি আনুষ্ঠানিক + 2 জারণ অবস্থা সহ একটি ধাতব কেন্দ্র এবং-2 এর আনুষ্ঠানিক চার্জ সহ একটি লিগ্যান্ড খাঁচার মধ্যে আয়নিক বন্ধনের পরিপ্রেক্ষিতে বর্ণনা করা যেতে পারে যা সাধারণ সূত্র দেয়ঃ Ca2 + [(CO) 8] −2। এই বন্ধন মডেলে, কার্বনিল-লিগ্যান্ড অ্যানায়ন কেজ ([(সিও) 8] −2) একটি σ-এবং π-লুইস ক্ষার হিসাবে কাজ করে এবং ধাতব কেন্দ্রটি লুইস অ্যাসিড হিসাবে কাজ করে। এই বন্ধন মডেলের সুনির্দিষ্ট প্রমাণ 18-ইলেকট্রন নিয়ম মেনে চলা একটি ক্ষারীয় আর্থ কমপ্লেক্সের আবিষ্কারকে দুর্বল করে দেবে। ইলেক্ট্রন স্থানীয়করণ (ইএলএফ) বিশ্লেষণ, সোর্স ফাংশন (এসএফ) গণনা এবং মিথস্ক্রিয়াশীল কোয়ান্টাম পরমাণু (আইকিউএ) পদ্ধতির ব্যবহার করে বন্ধনের ক্রম, বন্ধনের শক্তি এবং বন্ধনের সমযোজী/তড়িৎস্থায়ী চরিত্রের উপর গণনাগুলি এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে এম-সিও বন্ধনের মিথস্ক্রিয়া মূলত তড়িৎস্থায়ী প্রকৃতির। ধাতব কেন্দ্রটি সিএ থেকে এসআর থেকে বিএ-তে প্রতিস্থাপিত হওয়ার সাথে সাথে বন্ধনের সামঞ্জস্য বৃদ্ধি পায়। সমস্ত এম-সিও বণ্ডের বণ্ড অর্ডার কম সমযোজী অবদান সহ 1-এর নিচে অনুমান করা হয়েছিল। ইএলএফ গণনায়, দেওয়ার-চ্যাট-ডানকানসন মডেলে চিত্রিত বন্ধন মিথস্ক্রিয়ার বিপরীতে কোনও লক্ষণীয় π ব্যাক-ডোনেশন নেই। কিউটিএআইএম, আরডিজি (হ্রাস ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট), এবং ডিওআরআই (ঘনত্ব ওভারল্যাপ অঞ্চল সূচক) পদ্ধতিগুলি প্রতিবেশী সিও গোষ্ঠীগুলির মধ্যে অ-সমযোজী আন্তঃআণবিক শক্তির উপস্থিতিরও পরামর্শ দেয় যা পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা লাল-স্থানান্তরের জন্ম দিতে পারে যা ইনফ্রারেড বর্ণালীতে সিও প্রসারিত ফ্রিকোয়েন্সি। আরও গবেষণা জেলিয়াম মডেল জেলিয়াম মডেলে, ইলেকট্রনের ঘনত্ব এবং ইলেকট্রন ও ধনাত্মক আধানের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া মহাকাশে সমানভাবে বিতরণ করা হয় বলে ধরে নেওয়া হয়। এই মডেলটি ধাতব গুচ্ছ অধ্যয়নের জন্য ব্যবহৃত হয়। এই মডেলের অধীনে, "দৈত্য পরমাণু" হিসাবে বিবেচিত ধাতব গুচ্ছ এবং গোলাকার চার্জ বিতরণের সাথে মিথস্ক্রিয়াশীল ইলেক্ট্রন শক্তির মাত্রা সুপার শেলের সাথে মিলে যায় যেখানে ফলস্বরূপ ম্যাজিক সংখ্যা 2,8,18,20,32,40 হয়। সুপার শেল কনফিগারেশনগুলি বড় অক্ষর (1S2,1P6,1D10,2S2,1F14,2P6, ইত্যাদি) হিসাবে চিত্রিত করা হয়েছে। পৃথক পরমাণুর বৈদ্যুতিন কোষ থেকে আলাদা করার জন্য। একটি সাধারণ অষ্টকার্বনিল জটিল ঘন ওহ প্রতিসাম্য গ্রহণ করে এবং জেলিয়াম মডেল অনুসারে একটি সমজাতীয় গোলাকার ক্ষেত্র হিসাবে দেখা যেতে পারে। যেহেতু একটি বদ্ধ শেল প্রজাতি গঠনের জন্য অধিকৃত ভ্যালেন্স অরবিটালের পূর্ণ সম্পৃক্ততার জন্য মোট 20টি ইলেকট্রনের প্রয়োজন হয়, তাই ম্যাজিক নম্বর 20টি পূরণ হয়। ফলস্বরূপ জটিলটির সূত্র রয়েছেঃ [এম (সিও) 8] কিউ, যেখানে এম হয় একটি রূপান্তর ধাতু বা ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু এবং কিউ আয়নটির চার্জ। পৃথিবীর সমস্ত ক্ষারীয় ধাতুর জন্য, q হল-2। যেহেতু এম (সিও) 8 কমপ্লেক্সগুলি ধাতব গুচ্ছ নয়, তাই জেলিয়াম মডেলের অধীনে পূর্বে অধ্যয়ন করা ধাতব গুচ্ছ এবং এম (সিও) 8-এর মধ্যে সাদৃশ্যপূর্ণ তুলনা প্রয়োজন। অক্টা-সমন্বিত ধাতব গুচ্ছ, [বেবি8] 2-সফলভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। [বেবি8] 2-এর ঘন ওহ প্রতিসাম্য রয়েছে, এতে আটটি সমন্বয়মূলক বন্ধন এবং দুটি π * ব্যাকডোনেশন বন্ধন রয়েছে এবং এতে 20টি ইলেকট্রনের একটি ম্যাজিক সংখ্যা রয়েছে। জেলিয়াম মডেলের অধীনে, উভয় কমপ্লেক্স একই ফলাফল ভাগ করে নেয় যা সমর্থন করে যে 20 টি ইলেকট্রন সহ যে কোনও তাত্ত্বিক আয়ন [এম (সিও) 8] একটি সুপারটম এবং একটি ধাতব গুচ্ছের অনুরূপ হিসাবে জেলিয়াম মডেলের অধীনে সফলভাবে অধ্যয়ন করা যেতে পারে। অক্টা-কার্বনিল কমপ্লেক্সের সমযোজী বন্ধন মডেলে, এ2ইউ অরবিটাল একটি লিগ্যান্ড-মাত্র অরবিটাল এবং বন্ধনে অবদান রাখে না (উপরে দেখুন)। উদাহরণস্বরূপ, অতিরিক্ত দুটি ইলেকট্রন সহ কক্ষপথের পূর্ণ জনসংখ্যা 20টি ইলেক্ট্রন অক্টা-কার্বনিল জটিল ([এম (সিও) 8] −2) বহন করে। জেলিয়াম মডেলের ফলাফলগুলি সমর্থন করে যে এ2ইউ অরবিটাল একটি লিগ্যান্ড-শুধুমাত্র অরবিটাল তবে প্রতিটি সমন্বিত এম-সিও বন্ধনে পরিমিতভাবে অবদান রাখে। এই মডেলের অধীনে 20টি ইলেকট্রন সহ ট্রানজিশন ধাতব অক্টা-কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলিও অধ্যয়ন করা যেতে পারে। প্রভাব ক্ষারীয় মৃত্তিকা অষ্টকার্বোনিল কমপ্লেক্সগুলির সংশ্লেষণ ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতুযুক্ত যৌগগুলিতে অপ্রচলিত বন্ধন সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করেছে যা তাদের (এন-1) ডি অরবিটালগুলি ব্যবহার করতে সক্ষম। এই কমপ্লেক্সগুলির পর্যবেক্ষণ অন্যান্য অক্টা-সমন্বিত ক্ষারীয় মৃত্তিকা কমপ্লেক্সগুলির সফল অনুসন্ধানকে প্ররোচিত করেছে যেমন অক্টা-সমন্বিত ডাইনাইট্রোজেন ডেরিভেটিভঃ এম (এন 2) 8। এই ধরনের অ-ধ্রুপদী অণুতে বন্ধন মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করার সময় গণনামূলক অধ্যয়নগুলি প্রায়শই ব্যবহৃত হয় এবং বন্ধন মিথস্ক্রিয়া বিতর্ক পর্যাপ্তভাবে সমাধান করার জন্য নতুন এবং উন্নত গণনামূলক পদ্ধতির বিকাশ প্রয়োজন। যদিও গণনামূলক পদ্ধতিগুলি এখনও পর্যন্ত বিভিন্ন ফলাফল তৈরি করেছে, তবে 225এসি-ভিত্তিক রেডিওফার্মাস্যুটিক্যালস এবং সুপারঅক্টাহেড্রাল বোরেন সহ ক্ষারীয় আর্থ অক্টা-কার্বনিল কমপ্লেক্সগুলির অধ্যয়নের মাধ্যমে অনন্য বন্ধন বৈশিষ্ট্যযুক্ত অন্যান্য কমপ্লেক্সগুলির গবেষণায় সহায়তা করা হয়েছে। তথ্যসূত্র কার্বনিল কমপ্লেক্স ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু