Alpha-silicon effect
সাধারণভাবে বলতে গেলে, দ্বিতীয় সারির উপাদান যেমন সিলিকন (সি) প্রথম সারির উপাদানের তুলনায় বেশি কার্যকারিতার সাথে α-কার্বনিয়নগুলিকে স্থিতিশীল করতে পরিচিত, যার অর্থ হল সি α-কার্বোকেশনগুলিকে অস্থিতিশীল করতে পারে। এই প্রভাবকে সিলিকন আলফা প্রভাব বলা হয়। আরেকটি শব্দ যা সর্বদা সিলিকন আলফা প্রভাবের সাথে যুক্ত হয় তা হল তথাকথিত সিলিকন বিটা প্রভাব, যার অর্থ β অবস্থানে সি কার্বোকেশন গঠনে সহায়তা করতে পারে। উপরন্তু, আরও এক ধরনের সিলিকন-α-প্রভাব রয়েছে, যা মূলত সিলিকন পরমাণুর উপর হাইড্রোলাইসিস সম্পর্কে। এই প্রভাব সিলিকনের উপর হাইড্রোলাইসিসের হারকে ব্যাপকভাবে বাড়িয়ে তুলতে পারে এবং সিল্যান্ট, আঠালো, আবরণ এবং স্প্রে ফেনাগুলিতে প্রচুর ব্যবহারিক প্রয়োগ করতে পারে। 1946 সালে, সমার এবং সহকর্মীরা রিপোর্ট করেন যে মৌলিক হাইড্রোলাইসিসের শর্তে, ট্রাইক্লোরো (1-ক্লোরোইথাইল) সাইলেন (সিএল3এসআইসিএইচসিএলসি3) এবং ট্রাইক্লোরো (1-ক্লোরোপ্রোপাইল) সাইলেনের (সিএল3এসআইসিএইচসিএলসি2সিএইচ3) আলফা সি-সিএল বন্ডগুলি হাইড্রোলাইজ করতে ব্যর্থ হয়, যেখানে 2-ক্লোরোইথাইল এবং 2-ক্লোরোপ্রোপাইল যৌগগুলির (সিএল3এসআইসিএইচ2সিএইচ2সিএল, সিএল3এসআইসিএইচ2সিএইচসিএলসি3) বিটা সি-সিএল বন্ডগুলি একই পরিস্থিতিতে দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেখায়। এরপর তাঁরা এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, সিলিকন আলফা কার্বনে তড়িৎ-ফিউগাল কার্যকলাপকে বাধা দেয়। যাইহোক, এই উপসংহারটি রসায়নের সাধারণ জ্ঞানের বিপরীত বলে মনে হয় কারণ সি-এর তড়িৎঋণাত্মকতা কার্বন (সি)-এর চেয়ে কম, যা সি-এর ইলেকট্রন দানের বৈশিষ্ট্য নির্দেশ করে। এই ধরনের বিভ্রান্তির ফলে, অনেক বিজ্ঞানী এই ধরনের ঘটনার উত্তর খুঁজে বের করার জন্য নিবেদিত। 1994 সালে, ইয়ং এবং সহকর্মীরা তাপগতিবিদ্যার তথ্য ব্যবহার করে সি-এইচ হোমোলাইসিস এবং সি-এইচ হেটেরোলাইসিসের মুক্ত শক্তির উপর α-এবং β-Si (CH3) 3 শব্দের প্রভাবের তুলনা সক্ষম করার জন্য প্রথম পরীক্ষা পরিচালনা করেন। তারা একটি দৃঢ় সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে β-সিলিকন পরমাণু কার্বোকেশনগুলিকে স্থিতিশীল করতে সাহায্য করতে পারে এবং α-সিলিকন পরমাণু কার্বোকেশনগুলিকে অস্থিতিশীল করে তুলবে। যাইহোক, এই ঘটনার অধীনে প্রক্রিয়াগুলি এখনও আরও আলোচনার প্রয়োজন। সিলিকনের সাথে বন্ধনের বৈশিষ্ট্য α-কার্বনিয়নগুলিকে স্থিতিশীল করতে বা α-কার্বোকেশনগুলিকে অস্থিতিশীল করতে সিলিকনের ভূমিকা সম্পর্কে আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, কার্বনের বিরুদ্ধে সিলিকনের কিছু সাধারণ বৈশিষ্ট্যকে প্রথমে যুক্তিসঙ্গত করা উচিত। এটি জানা যায় যে সি (1.90)-এর তড়িৎঋণাত্মকতা সি (2.55)-এর চেয়ে কম এবং সি-সি বন্ধন মেরুকৃত হবে, যা সি-কে নিউক্লিওফিলিক আক্রমণের জন্য সংবেদনশীল করে তুলবে। বন্ডের দৈর্ঘ্য সি-সি বন্ড (1.89 Å) একটি সাধারণ সি-সি বন্ডের (1.54 Å) তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে দীর্ঘ, যা ইঙ্গিত করে যে সি-এম-3 গ্রুপটি একটি টার্ট-বিউটাইল গ্রুপের তুলনায় স্টেরিকভাবে কম চাহিদাপূর্ণ। বন্ধন শক্তি সি থেকে বৈদ্যুতিন ঋণাত্মক উপাদান ও, সিএল এবং এফ-এর মধ্যে একক বন্ধন খুব শক্তিশালী। যেহেতু এই ধরনের শক্তিশালী বন্ধন গঠিত হয়, তাই সি-তে প্রতিস্থাপন বিশেষভাবে সহজ হয় যখন নিউক্লিওফাইল ও-, সিএল-, বা এফ-হয়। নেতিবাচক হাইপারকনজুগেশন উপরের বৈশিষ্ট্যগুলি বিবেচনা করার পরে, গবেষকরা প্রথম ধরনের সিলিকন-α-প্রভাবের কারণগুলি উপসংহারে পৌঁছেছেন। তৃতীয় পর্যায় হেটেরোআটমগুলি হাইপারকনজুগেশনের মাধ্যমে সংলগ্ন কার্বানিয়ন চার্জগুলিকে স্থিতিশীল করতে পারে (এটিকে কখনও কখনও নেতিবাচক হাইপারকনজুগেশন বলা হয়)। সিলিকন ক্ষেত্রে, এটি ডানদিকে ছবি হিসাবে চিত্রিত করা যেতে পারে। সি-এর σ * অরবিটালগুলি কার্বনে ইলেকট্রনগুলিকে স্থিতিশীল করতে সাহায্য করতে পারে, কার্বনিয়নের গঠনকে বাড়িয়ে তুলতে পারে। সিলিকোনের উপর হাইড্রোলাইসিস উপরে বর্ণিত সিলিকন α-প্রভাব মূলত কার্বনের উপর কেন্দ্রীভূত। প্রকৃতপক্ষে, আরেকটি তথাকথিত সিলিকন α-প্রভাব রয়েছে, যা সিলিকনকে কেন্দ্র করে। এটি আরেকটি ঘটনা বর্ণনা করে যে হাইড্রোলাইসিস অবস্থার অধীনে, কিছু α-সাইলেন-সমাপ্ত প্রিপোলিমার প্রচলিত সিজিএম-কার্যকরী ট্রায়ালকোক্সিপ্রোপাইলিন এবং ডায়ালকোক্সিমিথাইলপ্রোপাইলিন থেকে উত্পাদিত সংশ্লিষ্ট প্রিপোলিমারগুলির তুলনায় 10-1000 গুণ দ্রুত সংযোগ স্থাপন করে। এই সিলিকন α-প্রভাবটি 1960-এর দশকের শেষের দিকে বায়ার এজি-র গবেষকরা হাইড্রোলাইসিসের জন্য সিলিকন পরমাণুতে প্রতিক্রিয়াশীলতা বৃদ্ধি হিসাবে প্রথম পর্যবেক্ষণ করেছিলেন এবং α-সাইলেন-সমাপ্ত প্রিপোলিমারগুলির ক্রস-লিঙ্কিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল। এর পরে দীর্ঘ সময় ধরে, লোকেরা এই প্রতিক্রিয়াশীলতাকে সিলিকন α-প্রভাব হিসাবে চিহ্নিত করে। যাইহোক, এই আবিষ্কারের পরে বহু বছর ধরে এর নীচে প্রকৃত প্রক্রিয়া নিয়ে বিতর্ক চলছিল। সাধারণত, এই প্রভাবটি জৈব-কার্যকরী গোষ্ঠীর একক জোড়া (যেমন NR2, OC (O) R, N (H) COOMe) এবং সিলিকন পরমাণুর মধ্যে একটি আন্তঃআণবিক দাতা-গ্রহণকারী মিথস্ক্রিয়া হিসাবে যুক্তিসঙ্গত করা হয়েছে। যাইহোক, এই অনুমানটি মিটজেল এবং সহকর্মীদের দ্বারা ভুল প্রমাণিত হয়েছে এবং এই প্রভাবটি ব্যাখ্যা করার জন্য আরও পরীক্ষা-নিরীক্ষা প্রয়োজন। প্রক্রিয়া অধ্যয়ন রেইনহোল্ড এবং সহকর্মীরা এই ধরনের যৌগগুলির গতিবিদ্যা এবং হাইড্রোলাইসিসের প্রক্রিয়া অধ্যয়নের জন্য একটি পদ্ধতিগত পরীক্ষা করেছিলেন। তারা α-সাইলেন এবং γ-সাইলেনের একটি সিরিজ প্রস্তুত করে এবং বিভিন্ন পিএইচ (অ্যাসিডিক এবং বেসিক রেজিমে), কার্যকরী গ্রুপ এক্স এবং সিলিকন পরমাণু এবং কার্যকরী গ্রুপ এক্স-এর মধ্যে স্পেসারের মধ্যে তাদের প্রতিক্রিয়াশীলতা পরীক্ষা করে। সাধারণভাবে, তারা দেখতে পান যে মৌলিক পরিস্থিতিতে, হাইড্রোলাইসিসের হার মূলত সিলিকন কেন্দ্রের ইলেক্ট্রোফিলিসিটি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং γ-সাইলেনের হাইড্রোলাইসিসের হার α-সাইলেনের তুলনায় সাধারণত ইলেক্ট্রোনেগেটিভ কার্যকরী গোষ্ঠী দ্বারা কম প্রভাবিত হয়। কার্যকরী গোষ্ঠীগুলি যত বেশি তড়িৎঋণাত্মক হয়, হাইড্রোলাইসিসের হার তত বেশি হয়। যাইহোক, অম্লীয় পরিস্থিতিতে, হাইড্রোলাইসিসের হার সিলিকন কেন্দ্রের ইলেক্ট্রোফিলিসিটি (আণবিক প্রতিক্রিয়াশীলতা নির্ধারণ) এবং (প্রোটোনেটেড) প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতির ঘনত্ব উভয়ের উপর নির্ভর করে। অ্যাসিডিক অবস্থার অধীনে, নিউক্লিওফাইল OH-থেকে H2O-তে পরিবর্তিত হয়, তাই এটি প্রোটোনেশন প্রক্রিয়া জড়িত এবং পরমাণুগুলি প্রোটোনেটেড হয় হয় সিলিকন বা কার্যকরী গ্রুপ X হতে পারে। ফলস্বরূপ, অ্যাসিডিক দ্রবণের সাধারণ প্রবণতা আরও জটিল। তথ্যসূত্র সিলিকন