রসায়ন ১ম পত্র • Dhaka Board • ঢাকা বোর্ড ২০২৩
রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন
[এখানে Q, M, D মৌলের প্রচলিত প্রতীক নয়]
যৌগ | সর্ব বহিঃস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস | B এর মান
Q | ns2np2Cns^2np^2C | 2
M | ns2np2ns^2np^2
D | (n+1)s2(n+1)p3(n+1)s^2(n+1)p^3
- ক)(1)
তড়িৎ ঋণাত্মকতা কাকে বলে?
- খ)(2)
সাধারণ অবস্থায় N+ গঠিত হলেও Na2+ গঠিত হয় না কেন? ব্যাখ্যা কর।a
- গ)(3)
QH4 যৌগের জ্যামিতিক আকৃতি সংকরণের মাধ্যমে ব্যাখ্যা কর।
- ঘ)(4)
M ও D মৌলদ্বয়ের হাইড্রাইডের বন্ধন কোণের ভিন্নতার কারণ বিশ্লেষণ কর।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ দুটি পরমাণুর শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগলকে নিজের দিকে আকর্ষণ করার আপেক্ষিক ক্ষমতাকে ঐ মৌলের তড়িৎ ঋণাত্মকতা বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
সোডিয়ামের (Na, Z = 11) ইলেকট্রন বিন্যাস হলো 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹। Na পরমাণু সর্ববহিস্থ 3s শক্তিস্তরের ১টি ইলেকট্রন সহজে ত্যাগ করে নিষ্ক্রিয় গ্যাস নিয়নের অনুরূপ স্থিতিশীল ইলেকট্রন বিন্যাসযুক্ত Na⁺ (1s² 2s² 2p⁶) আয়নে পরিণত হয়। এ কারণে Na-এর প্রথম আয়নীকরণ শক্তির মান তুলনামূলকভাবে কম। কিন্তু Na⁺ থেকে আরও একটি ইলেকট্রন অপসারিত করে Na²⁺ গঠন করতে গেলে স্থিতিশীল অষ্টক কাঠামো (2s² 2p⁶) ভেঙে ইলেকট্রন অপসারণ করতে হয়, যার জন্য অত্যন্ত উচ্চ পরিমাণ শক্তির (দ্বিতীয় আয়নীকরণ শক্তি) প্রয়োজন হয়। সাধারণ রাসায়নিক বিক্রিয়ায় এই পরিমাণ শক্তি সরবরাহ করা সম্ভব হয় না। তাই সাধারণ অবস্থায় Na⁺ গঠিত হলেও Na²⁺ গঠিত হয় না।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপক অনুযায়ী, n = 2 হলে Q মৌলটির সর্ববহিস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস ns² np² অর্থাৎ 2s² 2p²। সুতরাং Q মৌলটি হলো কার্বন (C, Z = 6) এবং QH₄ যৌগটি হলো মিথেন (CH₄)।
CH₄ যৌগে কেন্দ্রীয় পরমাণু কার্বনের উত্তেজিত অবস্থায় ইলেকট্রন বিন্যাস:
C* (6) = 1s² 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹
এখানে কার্বনের যোজ্যতা স্তরের একটি 's' এবং তিনটি 'p' অরবিটাল পরস্পরের সাথে মিশ্রিত হয়ে সমশক্তির চারটি sp³ সংকর অরবিটাল গঠন করে। প্রতিটি সংকর অরবিটালে একটি করে বিজোড় ইলেকট্রন থাকে। এই চারটি sp³ সংকর অরবিটাল ত্রিমাত্রিক স্থানে একটি সুষম চতুস্তলকের চারটি শীর্ষবিন্দুর দিকে বিন্যস্ত থাকে এবং এদের পারস্পরিক বিকর্ষণ সর্বনিম্ন হয়।এরপর কার্বনের এই চারটি sp³ সংকর অরবিটালের সাথে চারটি হাইড্রোজেন পরমাণুর 1s অরবিটালের মুখোমুখি অধিক্রমণ (sp³-s) ঘটে চারটি C-H সমযোজী সিগমা (σ) বন্ধন তৈরি হয়। যেহেতু কেন্দ্রীয় পরমাণু কার্বনে কোনো মুক্তজোড় (lone pair) ইলেকট্রন নেই এবং শুধুমাত্র চারটি বন্ধনজোড় (bond pair) ইলেকট্রন রয়েছে, তাই VSEPR তত্ত্বানুসারে বিকর্ষণ সুষম হয়। ফলে CH₄ যৌগের জ্যামিতিক আকৃতি হয় সুষম চতুস্তলকীয় (Tetrahedral) এবং প্রতিটি H-C-H বন্ধন কোণের মান হয় 109.5° বা 109°28'।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকে n = 2 হওয়ায়:
M মৌলটির সর্ববহিস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস ns² np³ অর্থাৎ 2s² 2p³, যা নাইট্রোজেন (N, Z = 7)। এর হাইড্রাইড হলো অ্যামোনিয়া (NH₃)।
D মৌলটির সর্ববহিস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস (n+1)s² (n+1)p³ অর্থাৎ 3s² 3p³, যা ফসফরাস (P, Z = 15)। এর হাইড্রাইড হলো ফসফিন (PH₃)।উভয় যৌগের কেন্দ্রীয় পরমাণুতে sp³ সংকরণ বিদ্যমান এবং উভয় অণুর গঠনেই তিনটি বন্ধনজোড় (bp) ও একটি মুক্তজোড় (lp) ইলেকট্রন উপস্থিত রয়েছে। সুষম চতুস্তলকীয় কোণ 109.5° হওয়া সত্ত্বেও VSEPR তত্ত্ব অনুযায়ী মুক্তজোড়-বন্ধনজোড় বিকর্ষণ (lp-bp বিকর্ষণ) বন্ধনজোড়-বন্ধনজোড় বিকর্ষণের (bp-bp বিকর্ষণ) চেয়ে বেশি হওয়ায় উভয়ের বন্ধন কোণ 109.5° অপেক্ষা কম হয়। তবে NH₃-এর বন্ধন কোণ (107°) এবং PH₃-এর বন্ধন কোণ (93.5° বা 94°) ভিন্ন হওয়ার কারণ হলো কেন্দ্রীয় পরমাণুর আকার ও তড়িৎ ঋণাত্মকতার প্রভাব:
১. নাইট্রোজেনের আকার ফসফরাসের চেয়ে ছোট এবং এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা (3.04) ফসফরাসের (2.19) তুলনায় অনেক বেশি।
২. উচ্চ তড়িৎ ঋণাত্মকতার কারণে NH₃ অণুতে N-H বন্ধনের শেয়ারকৃত ইলেকট্রনযুগল কেন্দ্রীয় N পরমাণুর অধিক নিকটবর্তী থাকে। ফলে বন্ধনজোড় ইলেকট্রনগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব কম হওয়ায় তাদের মধ্যে শক্তিশালী bp-bp বিকর্ষণ কাজ করে, যা মুক্তজোড়ের বিকর্ষণকে কিছুটা প্রতিরোধ করে। ফলে বন্ধন কোণ সামান্য হ্রাস পেয়ে 107° হয়।
৩. অন্যদিকে, PH₃-এর কেন্দ্রীয় ফসফরাস পরমাণুর আকার বড় এবং তড়িৎ ঋণাত্মকতা কম হওয়ায় P-H বন্ধনজোড় ইলেকট্রনযুগল P থেকে তুলনামূলক দূরে অবস্থান করে। এতে bp-bp বিকর্ষণ অত্যন্ত দুর্বল হয় এবং lp ইলেকট্রনের চাপে P-H বন্ধনগুলো পরস্পরের অনেক কাছাকাছি চলে আসে। এছাড়া ফসফরাসের ক্ষেত্রে বিশুদ্ধ p অরবিটালের বন্ধনে অংশগ্রহণের প্রবণতা থাকে। ফলে PH₃-এর বন্ধন কোণ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়ে প্রায় 93.5° হয়।সুতরাং কেন্দ্রীয় পরমাণুর তড়িৎ ঋণাত্মকতা ও আকারের ভিন্নতার কারণেই NH₃ ও PH₃-এর বন্ধন কোণে ভিন্নতা দেখা যায়।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও