রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উত্তেজিত অবস্থার কোনো পরমাণু বা অণু হতে বিকিরিত অথবা কোনো পদার্থের মধ্য দিয়ে শোষিত তড়িৎচৌম্বকীয় বিকিরণকে প্রিজম বা গ্রেটিং-এর সাহায্যে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা কম্পাঙ্ক অনুযায়ী বিন্যস্ত করলে যে রেখা বা পটির বিন্যাস পাওয়া যায়, তাকে বর্ণালি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রাসায়নিক সাম্যাবস্থা আপাতদৃষ্টিতে স্থির মনে হলেও তা প্রকৃতপক্ষে একটি গতিশীল অবস্থা। সাম্যাবস্থায় সম্মুখমুখী বিক্রিয়ার গতিবেগ এবং পশ্চাৎমুখী বিক্রিয়ার গতিবেগ সমান থাকে। এ অবস্থায় বিক্রিয়াটি কখনোই থেমে যায় না; বরং যে গতিতে বিক্রিয়কসমূহ উৎপাদে রূপান্তরিত হয়, ঠিক একই গতিতে উৎপাদসমূহ পুনরায় বিক্রিয়কে পরিণত হয়। ফলে বিক্রিয়া পাত্রে বিক্রিয়ক ও উৎপাদের ঘনমাত্রার কোনো পরিবর্তন পরিলক্ষিত হয় না। তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ব্যবহারের মাধ্যমেও এটি প্রমাণিত হয়েছে যে সাম্যাবস্থায় উভয়মুখী রূপান্তর অবিরাম চলতে থাকে। তাই সাম্যাবস্থা একটি গতিশীল অবস্থা।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত Z যৌগটি হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂)। এতে উপস্থিত মৌল দুটি হলো কার্বন (C) ও অক্সিজেন (O)।

   ১. কার্বন (C) পরমাণুর সংকরায়ন:
   কার্বনের স্বাভাবিক ইলেকট্রন বিন্যাস: ₆C → 1s² 2s² 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z⁰।
   উত্তেজিত অবস্থায়: ₆C* → 1s² 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹।
   CO₂ অণু গঠনে কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুর একটি 2s এবং একটি 2p_x অরবিটাল মিশ্রিত হয়ে দুটি সমশক্তির sp সংকর অরবিটাল গঠন করে। অবশিষ্ট দুটি অসংকোরিত 2p অরবিটাল (2p_y ও 2p_z) π (পাই) বন্ধন গঠনের জন্য অক্ষের সাথে লম্বভাবে থাকে। কার্বনের দুটি sp সংকর অরবিটাল দুটি অক্সিজেন পরমাণুর সাথে দুটি অক্ষীয় অধিক্রমণের মাধ্যমে σ (সিগমা) বন্ধন গঠন করে, যার ফলে অণুটি সরলরৈখিক (বন্ধন কোণ ১৮০°) হয়।

   ২. অক্সিজেন (O) পরমাণুর সংকরায়ন:
   অক্সিজেনের স্বাভাবিক ইলেকট্রন বিন্যাস: ₈O → 1s² 2s² 2p_x² 2p_y¹ 2p_z¹।
   CO₂ অণুতে প্রতিটি অক্সিজেন পরমাণুর একটি 2s এবং দুটি 2p অরবিটাল মিশ্রিত হয়ে তিনটি sp² সংকর অরবিটাল তৈরি করে। এর মধ্যে একটি sp² সংকর অরবিটাল কার্বনের sp অরবিটালের সাথে σ বন্ধন গঠনে ব্যবহৃত হয় এবং অপর দুটি sp² সংকর অরবিটালে একজোড়া করে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন যুগল (lone pair) অবস্থান করে। অক্সিজেনের অবশিষ্ট অসংকোরিত 2p অরবিটালটি কার্বনের অসংকোরিত 2p অরবিটালের সাথে পাশাপাশি অধিক্রমণ করে π বন্ধন গঠন করে।

   অতএব, CO₂ যৌগে কার্বন পরমাণু sp সংকরিত এবং অক্সিজেন পরমাণু sp² সংকরিত।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের X যৌগটি হলো HF এবং Y যৌগটি হলো H₂S। যৌগ দুটির পানিতে দ্রবণীয়তার পার্থক্যের মূল কারণ হলো হাইড্রোজেন বন্ধন (H-bonding) এবং পোলারিটির মাত্রা।

   ১. HF-এর পানিতে দ্রবণীয়তা:
   ফ্লোরিন (F) পর্যায় সারণির সর্বাধিক তড়িৎঋণাত্মক মৌল (তড়িৎঋণাত্মকতার মান ৪.০)। হাইড্রোজেন ও ফ্লোরিনের মধ্যে তড়িৎঋণাত্মকতার পার্থক্য অনেক বেশি (৪.০ - ২.১ = ১.৯) হওয়ায় H–F বন্ধন অত্যন্ত পোলার প্রকৃতির হয় (H^δ+ – F^δ-)। পানিও (H₂O) একটি পোলার দ্রাবক। HF-কে পানিতে যোগ করলে এর উচ্চ পোলারিটি এবং ফ্লোরিনের ছোট আকারের কারণে পানির অণুর সাথে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন (F...H–O) গঠিত হয়। এই তীব্র হাইড্রোজেন বন্ধন এবং উচ্চ হাইড্রেশন শক্তির কারণে HF পানিতে অত্যন্ত বা সীমাহীনভাবে দ্রবণীয়।

   ২. H₂S-এর পানিতে দ্রবণীয়তা:
   সালফারের তড়িৎঋণাত্মকতার মান ২.৫ এবং হাইড্রোজেনের ২.১। উভয়ের মধ্যে তড়িৎঋণাত্মকতার পার্থক্য মাত্র ০.৪, যা অত্যন্ত নগণ্য। ফলে H–S বন্ধন প্রায় অপোলার বা সামান্য পোলার। এছাড়া সালফার পরমাণুর আকার বড় হওয়ায় এর চার্জ ঘনত্ব কম, যার কারণে এটি পানির অণুর সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করতে পারে না। H₂S পানির সাথে কেবল দুর্বল ডাইপোল-ডাইপোল আকর্ষণ বল প্রদর্শন করে, যা পানির অণুগুলোর মধ্যকার শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধনকে ভাঙার জন্য যথেষ্ট নয়। ফলে H₂S পানিতে অত্যন্ত কম বা সামান্য দ্রবণীয়।

   সুতরাং, পানির সাথে শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের সামর্থ্যের কারণে HF পানিতে অধিক দ্রবণীয় হলেও হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনে অক্ষমতার কারণে H₂S পানিতে অত্যন্ত স্বল্প মাত্রায় দ্রবণীয় হয়।