রসায়নের মহাকাব্যঃ জৈবযৌগ (পর্ব ২)

 

পর্ব ০২:- Functional Group ও Homologous series

ড. রহমান, রিয়াকে তার সাথে দেখা করার আমন্ত্রণ জানিয়েছে। ড. রহমানের মতো বড়ো একজন প্রফেসর তাকে আমন্ত্রণ জানয়েছে। রিয়া খানিকটা নার্ভাস৷ ড. রহমান তার দিকে একটা কাগজ এগিয়ে দিয়ে বলল— 

“অ্যাস্ট্রোনমি নিয়ে আমি একটা বই লিখছি, আমি তোমার একটা আর্টিকেল পড়েছি। তুমি খুব দারুণ লেখো। তুমি কি আমার সাথে যৌথভাবে বইটা লিখবে?”

রিয়া উৎফুল্ল হয়ে কাগজটা হাতে নিলো। রিয়া কাগজটা পড়ার একটু পরে কেমন শূন্য দৃষ্টিতে ড. রহমানের দিকে তাকিয়ে রইল। রিয়াকে দেখতে ভাবলেশহীন মনে হচ্ছে। 

ড. রহমান বললেন, “রিয়া, কাগজটা টেবিলে রাখ। ” 

রিয়া বাধ্য বালিকার মতো নিঃশব্দে কাগজটা রেখে দিলো। 

“রিয়া জানো, তুমি কত সুন্দর! আমি তোমাকে এখন আদর করব। তুমি জামাটা খোলো তো।” 

রিয়া ভাবলেশহীনভাবে জামা  খুলতে লাগল। আর এই ফাঁকে ড. রহমান দরজাটা বন্ধ করে দিলো। 

২.

কাগজটা হাতে নেয়ার পর কেন রিয়া বোধশক্তি হারিয়ে ফেলেছে, সেটা হয়তো আপনারা আঁচ করতে পারছেন। এর কারণ হলো স্কোপলামিন। আপনাদের কি মনে হয়

রিয়া যদি হিপনোটাইজ না হতো তবে কি সে ড. রহমানের প্রস্তাবে রাজি হতো? না, কারণ তখন রিয়া নিজেকে নিয়ন্ত্রণ করত। 

এই ধরনের ঘটনা কিন্তু জৈব যৌগ সম্ভব। আর যে জিনিসটা কোনো যৌগের ধর্ম নিয়ন্ত্রণ করে থাকে বলে কার্যকরী মূলক বা ফাংশনাল গ্রুপ। 

এখন আমরা ফাংশনাল গ্রুপ সম্পর্কে জানব। 

C2H6 (ইথিন) থেকে ১টা H সরিয়ে OH যুক্ত করলে পাওয়া যায় C2H5OH । এখানে H কে সরিয়ে শুধুমাত্র OH আনার কারণে যৌগের ধর্ম সম্পূর্ণ পরিবর্তন হয়ে যায়। 

C2H6 +OH → C2H5OH + H

এখানে, C6H6 কক্ষ তাপমাত্রায় গ্যাস হিসেবে থাকে। তাই এর গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক ও খুবই কম। আর এটা পানিতে দ্রবণীয় হয় না সহজে। C2H6 পানিতে দ্রবণীয় না হওয়ার কারণ হল C ও H এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা প্রায় সমান। তাই পানির H δ+ ও O 2δ–, C ও H কে আকর্ষণ করতে পারে না। তাই C6H6 পানিতে অদ্রবণীয়। 

(চিত্র দ্রষ্টব্য)

আবার, C2H5OH রুম টেম্পারেচারে তরল। তাই গলনাংক ও স্ফুটনাংক C2H6 এর চেয়ে তুলনামূলক বেশি। এরা পানিতে দ্রবণীয়। কারণ এখানে C  ও H এর পাশাপাশি OH থাকে। OH এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা C  ও H এর সমান না। তাই C2H5OH কে H δ + ও O 2δ–  আকর্ষণ করতে পারে ।

এখন দেখো, শুধুমাত্র OH জন্য C2H6 এর ধর্ম পুরো বদলে গেল। তাই এখানে OH হলো কার্যকরী মূলক বা ফাংশনাল গ্রুপ। তার মানে যে সকল জিনিস একটা জৈব যৌগের উপস্থিত থেকে যৌগের পুরো ধর্ম নিয়ন্ত্রণ করে, তাই ফাংশনাল গ্রুপ।

ফাংশনাল গ্রুপ কিন্তু শুধুমাত্র পরমাণুর গুচ্ছ না, কার্বন-কার্বন বন্ধনের প্রকৃতিও ফাংশনাল গ্রুপ হিসেবে কাজ করতে পারে। সেটা পরে আলোচনা করা যাবে। অর্গানিক কেমিস্ট্রিতে এরকম আরও অনেক কার্যকরী মূলক আছে। যেমন: –OH, –CHO, –COOH ইত্যাদি। এদের আলাদা আলাদা নাম ও গঠন আছে। 

( চিত্রে ফাংশনাল গ্রুপের নাম ও ফর্মুলা দেয়া হলো)

৩.

কিছুক্ষণ আগে আমরা ফাংশনাল গ্রুপ সম্পর্কে জেনেছি। এবার আমরা আলোচনা করব Homologuse series বা সমগোত্রীয় শ্রেণী নিয়ে। আমার কাছে একটা প্যাকেটে কলা আর অন্য প্যাকেটে আম আছে। 

এখন একটা জিনিস খেয়াল করো, একটা কলা আর একটা আপেল কি একই? না, কারণ তাদের মধ্যে কোনো মিল নেই। তারমানে তারা দুইটা ভিন্ন জিনিস। এখন আমি পাশাপাশি দুইটা কলা নিই। কলা দুইটার মধ্যে অনেক মিল আছে। কিন্তু তারা কি হুবহু একই ধরনের হবে? না, অনেক মিল থাকলেও তারা হুবহু একই না। তাদের মধ্যে কিছুটা তফাৎ থাকবেই। হয়তো একটা বড়ো অন্যটা ছোটো। পাশাপাশি দুইটা আপেলের বেলাতেও একই ব্যাপার প্রযোজ্য। এটাই মূলত Homologous  series এর মূল ধারণা। যেসব যুগের ধর্মে অনেক মিল থাকে তারা একত্রে একটা Homologous series । একটা বিষয়ে বোঝা দরকার, একই Homologous  series এর দুইটা Homolog এর মাঝে অনেক মিল থাকলেও তারা হুবহু এক না। তাদেরও তফাৎ আছে। সেটা হল কার্বন সংখ্যায়। 

তো আমরা Homologous  series মূল  

আইডিয়াটা বুঝেছি, কিন্তু তাকে এখনো সংজ্ঞায়িত করিনি৷ দেখো, আমার কিন্তু জানি যে যৌগের Functional Group  তার ধর্ম নিয়ন্ত্রণ করে। আবার যারা একই ধর্মের তারা একটা নির্দিষ্ট Homologous series এর Homologue.  বা সদস্য। তাহলে Homologous series এর সংজ্ঞা হবে এমন—

“যেসব যৌগের Functional Group বা কার্যকরী মূলক একই থাকার কারণে ওই পুরো গ্রুপের বৈশিষ্ট্য প্রায় একই থাকে তাদেরকে সমগোত্রীয় শ্রেণী বা Homologous series বলে। ”

এখানে একটা কথা বলে নিই, কার্যকরী মূলকে আমরা Functional Group  কেন বলছি? কারণ কার্যকরী মূলক যৌগের ধর্ম Function করে। অনেকটা মোবাইল সেটিংস এর মতো। 

এখন আমরা আবার কলাও আপেলের প্যাকেটে ফিরে যাই। কিন্তু সেখানে কলার জায়গায় আছে সেসব যৌগ যাদের Functional Group ‘–OH’ আর আপেলের জায়গায় আছে ওইসব যৌগ যাদের Functional Group ‘–COOH’ । 

Alcohol               Carboxylic acid  

CH3OH                   HCOOH

C2H5OH                 CH3COOH

                   

এখানে CH5OH এবং HCOOH একই না। 

CH3OH অ্যালকোহল আর HCOOH অ্যাসিড। তাই তারা আলাদা Homolog । আবার, CH3OH ও C2H5OH এর ধর্ম প্রায় এক হলেও তারা হুবুহু একই না ।  তাদের পার্থক্য কার্বন সংখ্যার। Homologuse series এর নাম রাখা হয় ফাংশনাল গ্রুপ এর সাথে মিলিয়ে। যেহেতু জৈব যৌগ হলো হাইড্রোকার্বন ও তাদের ডেরিভেটিভদের আলোচনা, তাই এবার আমরা কিছু সহজ হাইড্রোকার্বনের Homologous series  নিয়ে আলোচনা করব। হাইড্রোকার্বন কে মোটামুটি দুই ভাগে ভাগ করা যায। 

১. Aliphatic Hydrocarbon (চর্বিজাতীয়)

২. Aromatic Hydrocarbon (সুগন্ধীযুক্ত)

অ্যালিফেটিক ও অ্যারোমেটিক এর বাংলা নাম গুলো  অর্গানিক কম্পাউন্ডস বা ‘জৈব যৌগ’ নামটার মতো দ্বিধা-দ্বন্দ্বময়।  কারণ জৈব যৌগ কৃত্রিমভাবে বানানো যায়। 

অ্যালিফেটিক আবার চার ভাগে ভাগে বিভক্ত: 

1. Alkane

2. Alkene 

3. Alkyne

4. Cycle Aliphatic Compound 

আমরা অ্যালকিন, অ্যালকেন ও অ্যালকাইন নিয়েই মূলত আলোচনা করব। 

অ্যালকেন হলো সম্পৃক্ত যৌগ । অ্যালকিন ও অ্যালকাইন হলো অসম্পৃক্ত। অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বনও অসম্পৃক্ত। তাহলে তাদের আলাদা ভাবে ভাগ করা কেন হলো? সেটা জানার আগে সম্পৃক্ততা 

আর অসম্পৃক্ত সম্পৃক্ততা নিয়ে আলোচনা করা দরকার। 

কেমিস্ট্রিতে আমরা সম্পৃক্ত দ্রবণ টার্মটা অনেক শুনে থাকি। 

আমি একটা গ্লাসে পানি নিয়ে সেখানে চিনি যোগ করলাম। একটু পর চিনিটা পানিতে মিশে যাবে। এভাবে বারবার চিনি যোগ করার একটা পর্যায়ে আমরা যত চিনিই দিই না কেন, তা আর পানিতে মিশবে না। গ্লাসের তলায় জমে থাকবে। তখন আমরা ওই চিনির দ্রবণকে বলব সম্পৃক্ত দ্রবণ। 

সম্পৃক্ত দ্রবণ হল এমন একটা দ্রবণ যেখানে পানির (দ্রাবক) যতটুকু চিনি (দ্রবের) সাথে যুক্ত হওয়ার ক্ষমতা আছে, তার সবটাই ব্যবহার করে ফেলা। তাহলে সম্পৃক্ততা মানে কী? সম্পৃক্ততা মানে হলো কোনো কিছুর সর্বোচ্চ ক্ষমতা ব্যবহার করে ফেলা। অ্যালকেন সম্পৃক্ত মানে হল বন্ধন দ্বারা সম্পৃক্ত। আমরা জানি অর্গানিক কম্পাউন্ডের কেন্দ্রে থাকে কার্বন আর চার পাশে থাকে হাইড্রোজেন । কার্বনের যোজনী চার, তার মানে সে তার চারপাশে চারটা জায়গা জুড়ে পরমাণু ধারণ করতে পারে। যেসব যৌগ অ্যালকেন, তাদের চারপাশে চারটা জায়গা জুড়ে পরমাণু থাকে। যেমন: CH4, C2H6  

(চিত্র দ্রষ্টব্য) 

এখন একটা প্রশ্ন, আমরা যে অ্যালকেন অ্যালকিন অ্যালকাইন কে আলাদা  Homologous series বলছি তাহলে তাদের Functional Group কি ? তাদের Functional Group হলো Carbon-Carbon বন্ধন প্রকৃতি। তাই আমি বলেছিলাম, Functional Group এ শুধু পরমানু গুচ্ছ থাকে না। 

Alkane এর কার্বন কার্বন বন্ধন তাহলে কেমন হয়? 

দেখো, একটা হাইড্রোকার্বন তখনই সম্পৃক্ত হবে বা সর্বোচ্চ জায়গা জুড়ে পরমাণু ধারণ করতে পারবে যখন কার্বনগুলোর মধ্যে একটা মাত্র বন্ধন থাকবে বা Carbon-Carbon Single Bond (C–C) । 

এখন আসি Alkane ও Alkyne দের Functional Group এ। 

হাইড্রোকার্বন সম্পৃক্ত হতে পারে শুধুমাত্র একটা স্টাইলে। কিন্তু হাইড্রোকার্বন অসম্পৃক্ত হতে পারে দুইটা স্টাইলে। 

Carbon-Carbon double bond (C=C)

Carbon-Carbon triple bond (C∈C)

এখন প্রশ্ন হতে পারে Carbon-Carbon forth bond ও তো হতে পারে। আসলে এই

ধরনের কোনো অণু প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না। কেন? সেটা পাঠকের উপর ছেড়ে দিলাম। যেসব যৌগে C=C থাকে তাদেরকে বলা হয় অ্যালকিন (Alkene), মানে তারা একই Homologue । যেমন:– C2H4 (ইথিন)।

 [চিত্র দ্রষ্টব্য]

Alkene এর প্রথম যৌগ হলো মিথেন। অ্যালকিনের কিন্তু মিথিন নামের কোনো যৌগ নেই। কারণ C=C হওয়ার জন্য কমপক্ষে 2 টা কার্বন দরকার। আর এই দুইটা কার্বন যাদের থাকে তাদের নামের মূল হয় ‘ইথ্’ থেকে। (নামকরণ নিয়ে আশাকরি আলাদা পর্ব হবে)

অ্যালকিন অসম্পৃক্ত কারণ তার চারপাশে তিনটা জায়গায় পরমাণু আছে।

আবার যারা কার্বন-কার্বন ত্রিবন্ধনে বন্ধনে থাকে, তাদেরকে Alkyne বলা হয়। যেমন: C2H2 

{চিত্র দ্রষ্টব্য }

এখানে C এর ২টা জায়গায় পরমাণু আছে। তাই অসম্পৃক্ত। 

অ্যারোমেটিক কম্পাউন্ডরাও অসম্পৃক্ত। কিন্তু তারা কেন আলাদা ভাবে থাকে সেটা আগামী পর্বে আলোচনা হবে।