রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো মৃদু তড়িৎবিশ্লেষ্যের দ্রবণে একই আয়ন বিশিষ্ট কোনো তীব্র তড়িৎবিশ্লেষ্য যোগ করলে মৃদু তড়িৎবিশ্লেষ্যের দ্রাব্যতা বা বিয়োজন মাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পাওয়ার ঘটনাকে সম-আয়ন প্রভাব বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   3f অরবিটাল সম্ভব নয়।
   আমরা জানি, কোনো প্রধান শক্তিস্তরের জন্য প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা n হলে, সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা l-এর মান 0 থেকে (n-1) পর্যন্ত হতে পারে।
   3f অরবিটালের ক্ষেত্রে প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা n = 3।
   সুতরাং, l এর সম্ভাব্য মানসমূহ হবে: l = 0, 1, 2।
   যেখানে l = 0 হলে s, l = 1 হলে p এবং l = 2 হলে d অরবিটাল নির্দেশ করে। f অরবিটালের জন্য l এর মান 3 হওয়া আবশ্যক। কিন্তু তৃতীয় শক্তিস্তরে l = 3 হতে পারে না।
   অতএব, 3f অরবিটাল সম্ভব নয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের পর্যায় সারণি অনুসারে:
   পর্যায় ২ এবং গ্রুপ ১ এর মৌল A হলো লিথিয়াম বা হাইড্রোজেনধর্মী প্রতীকী অধাতু, তবে যৌগ XA₄ নির্দেশ করায় A হলো হাইড্রোজেন (H, যোজ্যতা ১)।
   পর্যায় ২ এবং গ্রুপ ১৪ এর মৌল X হলো কার্বন (C)।
   সুতরাং, XA₄ যৌগটি হলো মিথেন (CH₄)।

   CH₄ যৌগের কেন্দ্রীয় পরমাণু কার্বনের (C) সংকরণ:
   কার্বনের স্বাভাবিক ইলেকট্রন বিন্যাস: C (6) = 1s² 2s² 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z⁰
   উত্তেজিত অবস্থায়: C* (6) = 1s² 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹

   এখানে যোজ্যতা স্তরের একটি 2s এবং তিনটি 2p অরবিটাল মিশ্রিত হয়ে সমশক্তির চারটি sp³ সংকর অরবিটাল গঠন করে। এই চারটি sp³ অরবিটাল ত্রিমাত্রিক স্থানে একটি সুষম চতুস্তলকের চারটি শীর্ষবিন্দুর দিকে নির্দেশিত থাকে এবং এদের মধ্যবর্তী কোণ হয় ১০৯°২৮'। প্রতিটি sp³ অরবিটাল চারটি হাইড্রোজেন পরমাণুর 1s অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ করে চারটি C–H সিগমা (σ) বন্ধন গঠন করে। ফলে CH₄ অণুটি চতুস্তলকীয় জ্যামিতিক গঠন বিশিষ্ট হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে X হলো দ্বিতীয় পর্যায়ের গ্রুপ ১৪ এর মৌল কার্বন (C) এবং Y হলো তৃতীয় পর্যায়ের গ্রুপ ১৪ এর মৌল সিলিকন (Si)।
   এদের গঠিত অক্সাইড দুটি যথাক্রমে কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂) এবং সিলিকন ডাই-অক্সাইড (SiO₂)। এদের মধ্যে CO₂ সাধারণ তাপমাত্রায় গ্যাসীয় হলেও SiO₂ একটি কঠিন পদার্থ। এর কারণ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. CO₂ এর গঠন ও ভৌত অবস্থা:
   কার্বনের আকার ছোট হওয়ায় এটি অক্সিজেনের সাথে pπ-pπ দ্বিবন্ধন গঠন করে সরলরৈখিক একক অণু (O=C=O) হিসেবে বিদ্যমান থাকে। ফলে এটি একটি অপোলার ও বিচ্ছিন্ন একক অণু। CO₂ অণুগুলোর মধ্যে কেবল অতি দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল কাজ করে। এই দুর্বল বন্ধন সাধারণ তাপমাত্রার তাপীয় শক্তিতেই ভেঙে যায়। তাই CO₂ সাধারণ তাপমাত্রায় গ্যাসীয় পদার্থ।

   ২. SiO₂ এর গঠন ও ভৌত অবস্থা:
   সিলিকনের পারমাণবিক আকার কার্বনের চেয়ে বড় হওয়ায় এটি অক্সিজেনের সাথে কার্যকরভাবে pπ-pπ দ্বিবন্ধন তৈরি করতে পারে না। ফলে সিলিকন অক্সিজেনের সাথে কেবল একক সমযোজী বন্ধন গঠন করে। প্রতিটি Si পরমাণু চারটি অক্সিজেন পরমাণুর সাথে চতুস্তলকীয়ভাবে যুক্ত থাকে এবং প্রতিটি অক্সিজেন পরমাণু দুটি Si পরমাণুর সাথে যুক্ত থাকে। এভাবে যুক্ত হয়ে SiO₂ একটি ত্রিমাত্রিক সুদৃঢ় পলিমার বা বৃহৎ দৈত্যাকার জালিকা কাঠামো (Giant covalent lattice) তৈরি করে। এই বিশাল জালিকা কাঠামোতে পরমাণুগুলোকে পরস্পর থেকে পৃথক করতে প্রচুর তাপশক্তির প্রয়োজন হয়। ফলে SiO₂ এর গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক অনেক বেশি এবং সাধারণ তাপমাত্রায় এটি কঠিন পদার্থ।

   সুতরাং, বন্ধন প্রকৃতির ভিন্নতা ও আণবিক কাঠামোর কারণে CO₂ গ্যাসীয় হলেও SiO₂ কঠিন।