সবর্গীয় যৌগ বা জটিল যৌগ

দুটি বা ততোধিক সরল সুস্থিত লবণের স্টয়কিওমেট্রিক অনুপাতের দ্রবণকে বাষ্পীভূত করলে সংযোজন যৌগ (Addition Compounds) উৎপন্ন হয়। এরা জলীয় দ্রবণে আচরণের ভিত্তিতে দুটি সুস্পষ্ট শ্রেণীতে বিভক্ত:

• যুগ্ম লবণ (Double Salts): যেসব সংযোজন যৌগ কেবল কঠিন অবস্থায় সুস্থিত কিন্তু জলে দ্রবীভূত করলে সম্পূর্ণরূপে তাদের উপাদান সরল আয়নসমূহে বিয়োজিত হয়ে যায় এবং দ্রবণে প্রতিটি আয়নের স্বতন্ত্র গুণগত পরীক্ষা প্রদর্শন করে।
  উদাহরণ:
  • মোহর লবণ (Mohr's Salt): $\text{FeSO}_4\cdot(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4\cdot 6\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{aq}} \text{Fe}^{2+} + 2\text{NH}_4^+ + 2\text{SO}_4^{2-} + 6\text{H}_2\text{O}$ (এটি দ্রবণে $\text{Fe}^{2+}, \text{NH}_4^+$ এবং $\text{SO}_4^{2-}$ আয়নের পরীক্ষা দেয়)।
  • পটাশ অ্যালাম (ফিটকিরি): $\text{K}_2\text{SO}_4\cdot\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3\cdot 24\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{aq}} 2\text{K}^+ + 2\text{Al}^{3+} + 4\text{SO}_4^{2-} + 24\text{H}_2\text{O}$।
  • কার্নালাইট: $\text{KCl}\cdot\text{MgCl}_2\cdot 6\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{aq}} \text{K}^+ + \text{Mg}^{2+} + 3\text{Cl}^- + 6\text{H}_2\text{O}$।
• জটিল যৌগ বা সবর্গীয় যৌগ (Coordination Compounds): যেসব সংযোজন যৌগ কঠিন ও জলীয় দ্রবণ উভয় অবস্থাতেই নিজেদের স্বতন্ত্র অস্তিত্ব অক্ষুণ্ণ রাখে। এদের মধ্যে কেন্দ্রীয় ধাতু ও লিগ্যান্ডসমূহ একটি সবর্গীয় গোলকের মধ্যে দৃঢ় অসমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ থাকে, যা দ্রবণে মুক্ত ধাতব আয়নে বিয়োজিত হয় না।
  উদাহরণ: পটাশিয়াম ফেরোসায়ানাইড, $\text{K}_4[\text{Fe(CN)}_6] \xrightarrow{\text{aq}} 4\text{K}^+ + [\text{Fe(CN)}_6]^{4-}$। দ্রবণে পটাশিয়াম আয়নের ($\text{K}^+$) পরীক্ষা পাওয়া যায়, কিন্তু ফেরাস আয়ন ($\text{Fe}^{2+}$) বা সায়ানাইড আয়নের ($\text{CN}^-$) কোনো গুণগত অধঃক্ষেপণ পরীক্ষা পাওয়া যায় না।

১৮৯৩ সালে সুইস বিজ্ঞানী আলফ্রেড ভার্নার জটিল যৌগের প্রথম বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা প্রদান করেন (১৯১৩ সালে নোবেল পুরস্কারে ভূষিত):

1. দ্বৈত যোজ্যতা: জটিল যৌগে কেন্দ্রীয় ধাতু পরমাণু বা আয়ন দুই ধরনের যোজ্যতা প্রদর্শন করে — মুখ্য যোজ্যতা (Primary Valency) এবং গৌণ যোজ্যতা (Secondary Valency)।
2. মুখ্য যোজ্যতা: ধাতুর জারণ সংখ্যার (Oxidation State) সাথে সমতুল্য। এটি আয়নীয় (Ionizable), অ-দিকনির্দেশক (Non-directional) এবং শুধুমাত্র ঋণাত্মক অ্যানায়ন দ্বারা প্রশমিত হয়। গাঠনিক চিত্রে একে বিন্দুযুক্ত রেখা ($--$) দ্বারা দেখানো হয়।
3. গৌণ যোজ্যতা: ধাতুর সবর্গীয় সংখ্যার (Coordination Number) সাথে সমতুল্য। এটি অনিয়নীয় (Non-ionizable), নির্দিষ্ট ধাতুর ক্ষেত্রে নির্দিষ্ট (সাধারণত ৪ বা ৬) এবং প্রশম অণু ($\text{NH}_3, \text{H}_2\text{O}$) বা ঋণাত্মক অ্যানায়ন ($\text{Cl}^-, \text{CN}^-$) দ্বারা পরিতৃপ্ত হয়। গাঠনিক চিত্রে একে অবিচ্ছিন্ন সরলরেখা ($-$) দ্বারা নির্দেশ করা হয়।
4. দিকনির্দেশক চরিত্র: ধাতুর গৌণ যোজ্যতাগুলি ত্রিমাত্রিক স্থানে নির্দিষ্ট কোণে বিন্যস্ত থাকে, যার ফলে জটিল আয়নটি নির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকার (অষ্টতলকীয়, চতুস্তলকীয় বা সমতলীয় বর্গাকার) লাভ করে।

• সবর্গীয় গোলক (Coordination Sphere): তৃতীয় বন্ধনীর $[\dots]$ ভেতরে কেন্দ্রীয় ধাতু পরমাণু ও তার সাথে আবদ্ধ লিগ্যান্ডসমূহকে একত্রে সবর্গীয় গোলক বলা হয়। বন্ধনীর ভেতরের অংশটি জলীয় দ্রবণে অবিয়োজিত অবস্থায় থাকে। বন্ধনীর বাইরে থাকা আয়নগুলিকে কাউন্টার আয়ন (Counter ions) বলে, যা দ্রবণে আয়নিত হয়।
• কেন্দ্রীয় ধাতু পরমাণু বা আয়ন: লিগ্যান্ড দ্বারা প্রদত্ত নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় গ্রহণকারী সন্ধিগত ধাতু, যা লুইস অ্যাসিড হিসেবে আচরণ করে।
• সবর্গীয় সংখ্যা (Coordination Number - C.N.): কেন্দ্রীয় ধাতু পরমাণুর সাথে লিগ্যান্ডসমূহ দ্বারা গঠিত মোট অসমযোজী বন্ধনের সংখ্যা। একদন্তী লিগ্যান্ডের ক্ষেত্রে এটি লিগ্যান্ডের মোট সংখ্যার সমান; কিন্তু বহুদন্তী লিগ্যান্ডের ক্ষেত্রে $\text{C.N.} = \sum (\text{লিগ্যান্ড সংখ্যা} \times \text{দন্তকতা})$। যেমন $[\text{Co(en)}_3]^{3+}$-এ ইথিলিনডাইঅ্যামিন দ্বিদন্তী হওয়ায় সবর্গীয় সংখ্যা $= 3 \times 2 = 6$।

ধাতব পরমাণুকে ইলেকট্রন জোড় দান করার ক্ষমতার ওপর ভিত্তি করে লিগ্যান্ডকে বিভিন্ন ভাগে ভাগ করা হয়:

• ১. একদন্তী লিগ্যান্ড (Monodentate): যে সকল লিগ্যান্ড কেবল একটিমাত্র দাতা পরমাণুর মাধ্যমে কেন্দ্রীয় ধাতুর সাথে বন্ধন তৈরি করে।
  • প্রশম: $\text{H}_2\text{O}$ (অ্যাকোয়া), $\text{NH}_3$ (অ্যামিন), $\text{CO}$ (কার্বনিল), $\text{NO}$ (নাইট্রোসিল), $\text{C}_5\text{H}_5\text{N}$ (পিরিডিন)।
  • অ্যানায়নিক: $\text{Cl}^-$ (ক্লোরিডো), $\text{Br}^-$ (ব্রোমিডো), $\text{CN}^-$ (সায়ানিডো), $\text{OH}^-$ (হাইড্রক্সিডো)।
• ২. দ্বিদন্তী লিগ্যান্ড (Bidentate): যেসব লিগ্যান্ডের দুটি দাতা পরমাণু থাকে এবং উভয় পরমাণুই একসাথে একই ধাতুর সাথে অসমযোজী বন্ধন তৈরি করতে পারে।
  • ইথেন-১,২-ডাইঅ্যামিন বা ইথিলিনডাইঅ্যামিন ($\text{en}$): $\text{H}_2\text{N}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{NH}_2$ (দুটি নাইট্রোজেন দাতা পরমাণু, প্রশম)।
  • অক্সালেট আয়ন ($\text{ox}^{2-}$ বা $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$): $^-\text{OOC}-\text{COO}^-$ (দুটি অক্সিজেন দাতা পরমাণু, আধান $-২$)।
  • গ্লাইসিনেটো আয়ন ($\text{gly}^-$): $\text{H}_2\text{N}-\text{CH}_2-\text{COO}^-$ (একটি $\text{N}$ ও একটি $\text{O}$ দাতা পরমাণুযুক্ত অপ্রতিসম দ্বিদন্তী)।
• ৩. বহুদন্তী লিগ্যান্ড ও EDTA: একাধিক দাতা পরমাণুযুক্ত লিগ্যান্ড। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উদাহরণ হলো $\text{EDTA}^{4-}$ (ইথিলিনডাইঅ্যামিনটেট্রাঅ্যাসিটেটো আয়ন)। এটি একটি ষড়দন্তী (Hexadentate) লিগ্যান্ড, যাতে দুটি নাইট্রোজেন এবং চারটি অক্সিজেন দাতা পরমাণু ($২\text{N} + ৪\text{O}$) থাকে।
• ৪. কিলেট লিগ্যান্ড ও কিলেট প্রভাব (Chelate Effect): যখন কোনো দ্বি- বা বহুদন্তী লিগ্যান্ড একই কেন্দ্রীয় ধাতব আয়নের সাথে দুটি বা ততোধিক বন্ধন তৈরি করে একটি ৫- বা ৬-সদস্যের বলয় (Ring) গঠন করে, তখন তাকে কিলেট যৌগ বলে। কিলেট বলয় থাকার কারণে এই যৌগগুলি অনুরূপ একদন্তী লিগ্যান্ডযুক্ত জটিল যৌগ অপেক্ষা অনেক বেশি তাপগতিয় সুস্থিত হয়। এই ঘটনাকে কিলেট প্রভাব বলে। এর মূল চালিকাশক্তি হলো বিশৃঙ্খলা বা এনট্রপির উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ($\Delta S > 0$)।
• ৫. অ্যাম্বিডেন্টেট বা উভদন্তী লিগ্যান্ড (Ambidentate Ligands): যেসব একদন্তী লিগ্যান্ডের মধ্যে দুটি ভিন্ন দাতা পরমাণু উপস্থিত থাকে, যার যেকোনো একটির মাধ্যমে এরা ধাতুর সাথে যুক্ত হতে পারে। এর ফলে বন্ধন সমাবয়বতা (Linkage Isomerism) সৃষ্টি হয়:
  • $\text{NO}_2^-$: নাইট্রোজেনের মাধ্যমে যুক্ত হলে নাইট্রো (nitro / nitrito-$\kappa N$) এবং অক্সিজেনের মাধ্যমে যুক্ত হলে নাইট্রাইটো (nitrito / nitrito-$\kappa O$, লেখা হয় $\text{ONO}^-$)।
  • $\text{SCN}^-$: সালফারের মাধ্যমে যুক্ত হলে থায়োসায়ানেটো (thiocyanato) এবং নাইট্রোজেনের মাধ্যমে যুক্ত হলে আইসোথায়োসায়ানেটো (isothiocyanato)।

1. লবণের নামকরণে সর্বদা ক্যাটায়নের নাম প্রথমে এবং তারপর ফাঁকা স্থান (space) রেখে অ্যানায়নের নাম শেষে লিখতে হয়।
2. সবর্গীয় গোলকের অভ্যন্তরে লিগ্যান্ডগুলির নাম ধাতুর আগে বর্ণানুক্রমিকভাবে (Alphabetical order) লিখতে হয়। লিগ্যান্ডের আধান যাই হোক না কেন, বর্ণানুক্রমিক নিয়ম অক্ষুণ্ণ থাকে।
3. অ্যানায়নিক লিগ্যান্ডের শেষে -o বা -ido যুক্ত হয় (যেমন $\text{Cl}^-$ ক্লোরিডো, $\text{CN}^-$ সায়ানিডো, $\text{SO}_4^{2-}$ সালফেটো)। প্রশম লিগ্যান্ডের সাধারণ নাম থাকে, তবে চারটি বিশেষ নাম: $\text{H}_2\text{O}$ হলো অ্যাকোয়া (aqua), $\text{NH}_3$ হলো অ্যামিন (ammine), $\text{CO}$ হলো কার্বনিল (carbonyl) এবং $\text{NO}$ হলো নাইট্রোসিল (nitrosyl)।
4. একাধিক একদন্তী লিগ্যান্ড বোঝাতে ডাই, ট্রাই, টেট্রা, পেন্টা, হেক্সা ব্যবহৃত হয়। লিগ্যান্ডের নামের মধ্যে ইতিমধ্যেই সংখ্যাসূচক শব্দ থাকলে (যেমন ইথিলিনডাইঅ্যামিন) বা জটিল লিগ্যান্ডের ক্ষেত্রে বিস- (২), ট্রিস- (৩), টেট্রাকিস- (৪) ব্যবহৃত হয় এবং লিগ্যান্ডের নাম বন্ধনীতে রাখা হয়।
5. জটিল আয়নটি ক্যাটায়ন বা প্রশম হলে ধাতুর সাধারণ বাংলা/ইংরেজি নাম অপরিবর্তিত থাকে (যেমন কোবাল্ট, প্ল্যাটিনাম, কপার)। কিন্তু জটিল আয়নটি অ্যানায়ন হলে ধাতুর নামের শেষে -য়েট (-ate) প্রত্যয় যুক্ত হয় এবং অনেক ক্ষেত্রে লাতিন মূল ব্যবহৃত হয়: লোহা $\to$ ফেরেট (ferrate), তামা $\to$ কিউপ্রেট (cuprate), রূপা $\to$ আর্জেন্টেট (argentate), সোনা $\to$ অরেট (aurate), সীসা $\to$ প্লাম্বেট (plumbate)।
6. ধাতুর জারণ সংখ্যাকে ধাতুর নামের ঠিক পরে কোনো ফাঁক না রেখে বন্ধনীর মধ্যে রোমান সংখ্যায় লিখতে হয়, যেমন $\text{কোবাল্ট(III)}$ বা $\text{ফেরেট(II)}$।

• ১. আয়নীয় সমাবয়বতা (Ionization Isomerism): যখন সবর্গীয় গোলকের ভেতরের একটি অ্যানায়নিক লিগ্যান্ড এবং বাইরের একটি কাউন্টার আয়ন পরস্পরের স্থান বিনিময় করে জলীয় দ্রবণে ভিন্ন ভিন্ন আয়ন উৎপন্ন করে।
  • উদাহরণ জোড়া: $[\text{Co(NH}_3)_5\text{Br}]\text{SO}_4$ (লালচে-বেগুনি) এবং $[\text{Co(NH}_3)_5\text{SO}_4]\text{Br}$ (লাল)।
  রাসায়নিক পার্থক্য নির্ণয়: প্রথম সমাবয়বটি দ্রবণে মুক্ত $\text{SO}_4^{2-}$ দেয়, ফলে $\text{BaCl}_2$ দ্রবণের সাথে সাদা $\text{BaSO}_4$-এর অধঃক্ষেপ ফেলে কিন্তু $\text{AgNO}_3$-এর সাথে কোনো বিক্রিয়া করে না। দ্বিতীয় সমাবয়বটি দ্রবণে মুক্ত $\text{Br}^-$ দেয়, ফলে $\text{AgNO}_3$-এর সাথে হালকা হলুদ/ক্রিম রঙের $\text{AgBr}$-এর অধঃক্ষেপ ফেলে কিন্তু $\text{BaCl}_2$-এর সাথে কোনো অধঃক্ষেপ দেয় না।
• ২. হাইড্রেট বা সলভেন্ট সমাবয়বতা (Hydrate Isomerism): যখন কেলাস জলের অণুগুলি সবর্গীয় গোলকের ভেতরে সরাসরি লিগ্যান্ড হিসেবে অথবা বাইরে কেলাস জল হিসেবে ভিন্ন ভিন্ন সংখ্যায় অবস্থান করে।
  • $\text{CrCl}_3\cdot 6\text{H}_2\text{O}$-এর তিনটি হাইড্রেট সমাবয়ব:
  (ক) $[\text{Cr(H}_2\text{O})_6]\text{Cl}_3$ (বেগুনি): ৩টি আয়নীয় $\text{Cl}^-$, $\text{AgNO}_3$-এর সাথে ৩ মোল $\text{AgCl}$ অধঃক্ষিপ্ত করে; গাঢ় $\text{H}_2\text{SO}_4$-এ কোনো জল হারায় না।
  (খ) $[\text{Cr(H}_2\text{O})_5\text{Cl}]\text{Cl}_2\cdot\text{H}_2\text{O}$ (নীলচে-সবুজ): ২টি আয়নীয় $\text{Cl}^-$, ২ মোল $\text{AgCl}$ অধঃক্ষিপ্ত করে; ১ মোল জল হারায়।
  (গ) $[\text{Cr(H}_2\text{O})_4\text{Cl}_2]\text{Cl}\cdot 2\text{H}_2\text{O}$ (গাঢ় সবুজ): ১টি আয়নীয় $\text{Cl}^-$, ১ মোল $\text{AgCl}$ অধঃক্ষিপ্ত করে; ২ মোল জল হারায়।
• ৩. বন্ধন সমাবয়বতা (Linkage Isomerism): উভদন্তী লিগ্যান্ডের (যেমন $\text{NO}_2^-$ বা $\text{SCN}^-$) ভিন্ন দাতা পরমাণুর মাধ্যমে কেন্দ্রীয় ধাতুর সাথে যুক্ত হওয়ার কারণে ঘটে।
  • নাইট্রো সমাবয়ব: $[\text{Co(NH}_3)_5(\text{NO}_2)]\text{Cl}_2$ (হলুদ, নাইট্রোজেন দ্বারা যুক্ত)।
  • নাইট্রাইটো সমাবয়ব: $[\text{Co(NH}_3)_5(\text{ONO})]\text{Cl}_2$ (লাল, অক্সিজেন দ্বারা যুক্ত)।
• ৪. সবর্গীয় সমাবয়বতা (Coordination Isomerism): ক্যাটায়ন ও অ্যানায়ন উভয়ই জটিল আয়ন হলে, দুটি ধাতুর মধ্যে লিগ্যান্ডসমূহের পারস্পরিক স্থান বিনিময়ের ফলে ঘটে।
  • উদাহরণ: $[\text{Co(NH}_3)_6][\text{Cr(CN)}_6]$ এবং $[\text{Cr(NH}_3)_6][\text{Co(CN)}_6]$।

ক. জ্যামিতিক সমাবয়বতা (Geometrical Isomerism):
১. সমতলীয় বর্গাকার জটিল (সবর্গীয় সংখ্যা ৪):
• $MA_2B_2$ টাইপ: যেমন $[\text{Pt(NH}_3)_2\text{Cl}_2]$। সিস (cis)-সমাবয়বে দুটি সমজাতীয় লিগ্যান্ড পরস্পর সন্নিহিত ($90^\circ$ কোণে) থাকে (সিসপ্ল্যাটিন, ক্যানসার প্রতিরোধী)। ট্রান্স (trans)-সমাবয়বে সমজাতীয় লিগ্যান্ড পরস্পর বিপরীত ($180^\circ$ কোণে) থাকে (ক্যানসার চিকিৎসায় নিষ্ক্রিয়)।
• $MA_2BC$ টাইপ (২টি সমাবয়ব) এবং $MABCD$ টাইপ (৩টি জ্যামিতিক সমাবয়ব)।
বিশেষ দ্রষ্টব্য: চতুস্তলকীয় জটিল যৌগগুলি ($sp^3$) কখনোই জ্যামিতিক সমাবয়বতা দেখায় না, কারণ এর চারটি অবস্থানই পরস্পরের সাপেক্ষে সমদূরবর্তী ($109.5^\circ$ কোণে) থাকে।

২. অষ্টতলকীয় জটিল (সবর্গীয় সংখ্যা ৬):
• $MA_4B_2$ টাইপ: যেমন $[\text{Co(NH}_3)_4\text{Cl}_2]^+$। সিস-সমাবয়বটি নীলচে-বেগুনি এবং ট্রান্স-সমাবয়বটি উজ্জ্বল সবুজ।
• $MA_3B_3$ টাইপ: যেমন $[\text{Co(NH}_3)_3(\text{NO}_2)_3]$।
- ফেসিয়াল (fac / Facial): তিনটি সমজাতীয় লিগ্যান্ড অষ্টতলকের একটিমাত্র ত্রিভুজাকার তলের তিনটি শীর্ষে (পরস্পর $90^\circ$ কোণে) অবস্থান করে।
- মেরিডিওনাল (mer / Meridional): তিনটি সমজাতীয় লিগ্যান্ড অষ্টতলকের কেন্দ্র ভেদকারী একটি মধ্যরেখায় (Meridian) অবস্থান করে (দুটি ট্রান্স $180^\circ$ এবং একটি সিস $90^\circ$)।

খ. আলোকীয় সমাবয়বতা (Optical Isomerism / Enantiomers):
যেসব জটিল যৌগ নিজেদের দর্পণ প্রতিবিম্বের ওপর অসমাপতিত (Non-superimposable) হয়, তারা কাইরাল ও আলোক সক্রিয় এবং তল-সমাবর্তিত আলোর তলকে ডানদিকে (dextro / $d$) বা বাঁদিকে (laevo / $l$) আবর্তন করে। যৌগে প্রতিসাম্য তল (Plane of Symmetry) উপস্থিত থাকলে তা আলোক নিষ্ক্রিয় হয়।
• $M(AA)_3$ টাইপ: যেমন $[\text{Co(en)}_3]^{3+}$ বা $[\text{Cr(ox)}_3]^{3-}$ এর কোনো প্রতিসাম্য তল নেই। এটি দুটি আলোক সমাবয়ব ($d$ ও $l$) গঠন করে।
• $M(AA)_2B_2$ টাইপ: যেমন $[\text{Co(en)}_2\text{Cl}_2]^+$।
- cis-$[\text{Co(en)}_2\text{Cl}_2]^+$: কোনো প্রতিসাম্য তল নেই $\implies$ কাইরাল ও আলোক সক্রিয় ($d$ ও $l$ সমাবয়বে পৃথকীকরণ সম্ভব)।
- trans-$[\text{Co(en)}_2\text{Cl}_2]^+$: একটি অনুভূমিক প্রতিসাম্য তল রয়েছে $\implies$ অচক্রীয় ও সম্পূর্ণ আলোক নিষ্ক্রিয়।

লিনাস পাউলিং কর্তৃক প্রস্তাবিত এই তত্ত্বের মূল ভিত্তি হলো ধাতব কাক্ষিকের সংকরায়ন (Hybridization):

1. কেন্দ্রীয় ধাতু পরমাণু তার সবর্গীয় সংখ্যার সমসংখ্যক খালি যোজ্যতা কক্ষক ($s, p, d$) সরবরাহ করে।
2. এই খালি পারমাণবিক কক্ষকগুলি পরস্পর মিশ্রিত ও সংকরায়িত হয়ে সমসংখ্যক সমতুল্য সংকর কক্ষক তৈরি করে।
3. লিগ্যান্ড তার নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় এই খালি সংকর কক্ষকে দান করে অসমযোজী $\sigma$-বন্ধন গঠন করে।
4. যদি সংকরায়নে অভ্যন্তরীণ $(n-1)d$ কক্ষক ব্যবহৃত হয় ($d^2sp^3$), তবে তাকে অন্তস্থ কক্ষক জটিল (Inner Orbital Complex / Low Spin) বলে। আর যদি বহিঃস্থ $nd$ কক্ষক ব্যবহৃত হয় ($sp^3d^2$), তবে তাকে বহিস্থ কক্ষক জটিল (Outer Orbital Complex / High Spin) বলে।
5. অযুগ্ম ইলেকট্রন থাকলে অনুচুম্বকীয় (Paramagnetic, $\mu_s = \sqrt{n(n+2)}\text{ BM}$) এবং সকল ইলেকট্রন যুগ্ম হলে তিরশ্চুম্বকীয় (Diamagnetic)।

• ১. $[\text{NiCl}_4]^{2-}$ (চতুস্তলকীয়, অনুচুম্বকীয়): $\text{Ni}^{2+} (3d^8)$। $\text{Cl}^-$ দুর্বল লিগ্যান্ড হওয়ায় $3d$ ইলেকট্রন জোড় বাঁধতে পারে না ($n=2$ অযুগ্ম ইলেকট্রন বজায় থাকে)। ফাঁকা $4s$ ও তিনটি $4p$ সংকরায়িত হয়ে $\mathbf{sp^3}$ তৈরি করে। জ্যামিতি চতুস্তলকীয়, অনুচুম্বকীয় ($\mu_s = 2.83\text{ BM}$)।
• ২. $[\text{Ni(CN)}_4]^{2-}$ (সমতলীয় বর্গাকার, তিরশ্চুম্বকীয়): $\text{Ni}^{2+} (3d^8)$। $\text{CN}^-$ তীব্র লিগ্যান্ড হওয়ায় এটি দুটি অযুগ্ম $3d$ ইলেকট্রনকে জোরপূর্বক জোড় বাঁধতে বাধ্য করে, ফলে একটি অভ্যন্তরীণ $3d$ কক্ষক খালি হয়। ফাঁকা $3d$, $4s$ এবং দুটি $4p$ মিলে $\mathbf{dsp^2}$ তৈরি করে। জ্যামিতি সমতলীয় বর্গাকার, অযুগ্ম ইলেকট্রন শূন্য হওয়ায় তিরশ্চুম্বকীয় ($\mu_s = 0$)।
• ৩. $[\text{Co(NH}_3)_6]^{3+}$ (অন্তস্থ কক্ষক, তিরশ্চুম্বকীয়): $\text{Co}^{3+} (3d^6)$। তীব্র $\text{NH}_3$ লিগ্যান্ডের প্রভাবে ৬টি $3d$ ইলেকট্রন তিনটি $3d$ কক্ষকে জোড় বাঁধে ($t_{2g}^6$), ফলে দুটি অভ্যন্তরীণ $3d$ কক্ষক খালি হয়। সংকরায়ন $\mathbf{d^2sp^3}$। অষ্টতলকীয়, নিম্ন-ঘূর্ণন, তিরশ্চুম্বকীয় ($n=0$)।
• ৪. $[\text{CoF}_6]^{3-}$ (বহিস্থ কক্ষক, অনুচুম্বকীয়): $\text{Co}^{3+} (3d^6)$। $\text{F}^-$ দুর্বল লিগ্যান্ড হওয়ায় ইলেকট্রন জোড় বাঁধাতে পারে না ($n=4$ অযুগ্ম ইলেকট্রন থাকে)। বহিঃস্থ $4s, 4p, 4d$ ব্যবহার করে $\mathbf{sp^3d^2}$ সংকরায়ন ঘটে। অষ্টতলকীয়, উচ্চ-ঘূর্ণন, তীব্র অনুচুম্বকীয় ($\mu_s = 4.90\text{ BM}$)।

বেথে ও ভ্যান ভ্লেকের কেলাস ক্ষেত্র তত্ত্ব অনুসারে কেন্দ্রীয় ধাতু ও লিগ্যান্ডের মধ্যকার বন্ধন সম্পূর্ণ স্থির-তড়িৎ আকর্ষণধর্মী (Electrostatic):

• মুক্ত বায়বীয় ধাতব আয়নে পাঁচটি $d$-কক্ষকই সমশক্তি সম্পন্ন (Degenerate) থাকে।
• ঋণাত্মক বা দ্বিমেরুযুক্ত লিগ্যান্ডগুলি ধাতুর দিকে অগ্রসর হলে ধাতুর $d$-ইলেকট্রন ও লিগ্যান্ডের ইলেকট্রন মেঘের মধ্যে পারস্পরিক স্থির-তড়িৎ বিকর্ষণ ঘটে।
• যেসব $d$-কক্ষকের লোব সরাসরি লিগ্যান্ডের আগমন অভিমুখ বরাবর থাকে, সেগুলি অধিক বিকর্ষিত হয়ে উচ্চ শক্তিস্তরে উন্নীত হয়; পক্ষান্তরে লিগ্যান্ডের মধ্যবর্তী কোণে থাকা কক্ষকগুলি কম বিকর্ষিত হয়ে নিম্ন শক্তিস্তরে নেমে আসে। একে কেলাস ক্ষেত্র বিভাজন (Crystal Field Splitting) বলে।

অষ্টতলকীয় ক্ষেত্রে ৬টি লিগ্যান্ড কার্তেসীয় অক্ষ ($\pm x, \pm y, \pm z$) বরাবর অগ্রসর হয়:

• $e_g$ কক্ষক ($d_{x^2-y^2}, d_{z^2}$): অক্ষ বরাবর বিস্তৃত হওয়ায় তীব্র বিকর্ষণে শক্তি বৃদ্ধি পায় $\mathbf{+0.6\,\Delta_o}$ ($+\frac{3}{5}\Delta_o$)।
• $t_{2g}$ কক্ষক ($d_{xy}, d_{yz}, d_{zx}$): অক্ষসমূহের মধ্যবর্তী স্থানে অবস্থিত হওয়ায় তুলনামূলক স্থিতিশীল হয় $\mathbf{-0.4\,\Delta_o}$ ($-\frac{2}{5}\Delta_o$)।
• বিভাজন শক্তি ($\Delta_o$): $e_g$ ও $t_{2g}$ শক্তিস্তরের মধ্যকার ব্যবধান।

ইলেকট্রন বিন্যাস: $\Delta_o$ বনাম জোড় বাঁধন শক্তি ($P$):
• দুর্বল ক্ষেত্র লিগ্যান্ড ($\Delta_o < P$): ইলেকট্রন জোড় বাঁধার চেয়ে উচ্চ $e_g$ স্তরে যাওয়া বেশি সহজ। হুন্ডের নিয়ম মান্য করে উচ্চ-ঘূর্ণন (High-spin) জটিল গঠিত হয়: $d^4 = t_{2g}^3 e_g^1, d^5 = t_{2g}^3 e_g^2, d^6 = t_{2g}^4 e_g^2$।
• তীব্র ক্ষেত্র লিগ্যান্ড ($\Delta_o > P$): $\Delta_o$ বিশাল হওয়ায় ৪র্থ ইলেকট্রনটি $e_g$-তে না গিয়ে $t_{2g}$-তে জোড় বাঁধে। নিম্ন-ঘূর্ণন (Low-spin) জটিল গঠিত হয়: $d^4 = t_{2g}^4 e_g^0, d^5 = t_{2g}^5 e_g^0, d^6 = t_{2g}^6 e_g^0$।
কেলাস ক্ষেত্র স্থায়ীকরণ শক্তি (CFSE) নির্ণয়ের সূত্র:
$$\mathbf{\text{CFSE} = \left(-0.4 \times n_{t_{2g}} + 0.6 \times n_{e_g}\right)\Delta_o + m\cdot P}$$

চতুস্তলকীয় ক্ষেত্রে চারটি লিগ্যান্ড ঘনকের বিপরীত শীর্ষ বরাবর আসে। বিভাজন উল্টো হয়: $e$ নিম্ন শক্তিস্তরে ($-0.6\Delta_t$) এবং $t_2$ উচ্চ শক্তিস্তরে ($+0.4\Delta_t$) থাকে।
সম্পর্ক: $\mathbf{\Delta_t = \frac{4}{9}\Delta_o}$। যেহেতু $\Delta_t < P$ সর্বদা সত্য, তাই চতুস্তলকীয় জটিল যৌগগুলি সর্বদা উচ্চ-ঘূর্ণনযুক্ত হয়।

বর্ণের উৎপত্তি ($d ext{-}d$ রূপান্তর): দৃশ্যমান আলো আপতিত হলে আংশিক পূর্ণ $d$-কক্ষকের একটি ইলেকট্রন $\Delta_o$ শক্তির সমতুল্য নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে নিম্ন $t_{2g}$ থেকে উচ্চ $e_g$ স্তরে স্থানান্তরিত হয় ($h\nu = \Delta_o = \frac{hc}{\lambda}$)। শোষিত রঙের সম্পূরক বর্ণটি (Complementary color) প্রতিফলিত হয়ে আমাদের চোখে দৃশ্যমান হয়। যেমন $[\text{Ti}(\text{H}_2\text{O})_6]^{3+} (3d^1)$ হলুদ-সবুজ আলো শোষণ করে বেগুনি বর্ণ প্রদর্শন করে। $d^0$ ও $d^{10}$ আয়নে এই রূপান্তর অসম্ভব হওয়ায় এরা বর্ণহীন হয়।

দ্রবণে জটিল আয়ন গঠন ধাপে ধাপে সাম্যাবস্থার মাধ্যমে ঘটে ($M + L \rightleftharpoons ML$, $ML + L \rightleftharpoons ML_2$, ইত্যাদি)।
ধাপভিত্তিক সাম্যধ্রুবক $K_1, K_2, \dots, K_n$ এবং সামগ্রিক সুস্থিতি ধ্রুবক $\beta_n$-এর সম্পর্ক:
$$\mathbf{\beta_n = K_1 \times K_2 \times \dots \times K_n} \quad \implies \quad \mathbf{\log \beta_n = \sum_{i=1}^n \log K_i}$$ লিগ্যান্ড যুক্ত হওয়ার সাথে সাথে স্থানিক বাধা ও পারস্পরিক বিকর্ষণ বাড়ায় সাধারণত $K_1 > K_2 > K_3 > \dots > K_n$ ক্রমটি দেখা যায়।

ধাতু কার্বনিলে (যেমন $[\text{Ni(CO)}_4], [\text{Fe(CO)}_5]$) ধাতু শূন্য জারণ অবস্থায় থাকে। এর সুদৃঢ় বন্ধন দুটি যুগপৎ প্রক্রিয়ায় গঠিত হয়:

• ১. $\sigma$-দান ($C \to M$): কার্বন মনোক্সাইডের কার্বন পরমাণু তার নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় ধাতুর ফাঁকা সংকর $d$-কক্ষকে দান করে অসমযোজী $\sigma$-বন্ধন গঠন করে।
• ২. $\pi$-পশ্চাৎদান ($M \to \text{CO}$): একই সাথে ধাতুর পূর্ণ $d$-কক্ষক থেকে ইলেকট্রন ঘনত্ব কার্বন মনোক্সাইডের ফাঁকা $\pi^*$ বিপরীত-বন্ধনী (Antibonding) আণবিক কক্ষকে স্থানান্তরিত হয়।
• সাইনার্জিক প্রভাব: $\sigma$-দান ধাতুর ওপর ইলেকট্রন ঘনত্ব বাড়িয়ে $\pi$-পশ্চাৎদানকে উৎসাহিত করে; আবার $\pi$-পশ্চাৎদান ধাতুর অতিরিক্ত ঋণাত্মক আধান কমিয়ে $\sigma$-বন্ধনকে মজবুত করে। এই পারস্পরিক সহায়ক প্রভাবকে সাইনার্জিক প্রভাব (Synergic Effect) বলে। এর ফলে $\mathbf{M\text{-}C}$ বন্ধন দৈর্ঘ্য হ্রাস পায় ও বন্ধন সুদৃঢ় হয়, কিন্তু $\text{CO}$-এর $\pi^*$ স্তরে ইলেকট্রন প্রবেশের কারণে $\mathbf{C\equiv O}$ বন্ধন দুর্বল হয়ে পড়ে এবং এর অবলোহিত কম্পাঙ্ক ($\nu_{\text{CO}}$) কমে যায়।