রসায়ন ১ম পত্র • Cumilla Board • কুমিল্লা বোর্ড ২০২১
রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন
- ক)(1)
ভরক্রিয়া সূত্রটি লিখ?
- খ)(2)
4d ও 4f এর কোনটিতে ইলেকট্রন আগে প্রবেশ করে ও কেন?
- গ)(3)
A ও B যৌগের বন্ধন কোণের ভিন্নতার কারণ ব্যাখ্যা কর।
- ঘ)(4)
A,B,C ও D যৌগের স্ফুটনাঙ্কের ক্রমের কারন ব্যাখ্যা কর।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট সময়ে যেকোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতিবেগ ঐ সময়ে উপস্থিত বিক্রিয়কগুলোর সক্রিয় ভরের (মোলার গাঢ়ত্ব বা আংশিক চাপের) সমানুপাতিক।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
আউফবাউ নীতি অনুসারে, ইলেকট্রন প্রথমে নিম্ন শক্তিস্তরের অরবিটালে এবং পরে ক্রমান্বয়ে উচ্চ শক্তিস্তরের অরবিটালে প্রবেশ করে। অরবিটালের আপেক্ষিক শক্তি (n + l) এর মানের ওপর নির্ভর করে।
4d অরবিটালের জন্য: n = 4, l = 2; সুতরাং (n + l) = 4 + 2 = 6।
4f অরবিটালের জন্য: n = 4, l = 3; সুতরাং (n + l) = 4 + 3 = 7।যেহেতু 4d অরবিটালের (n + l) এর মান 4f অরবিটালের তুলনায় কম, তাই 4d অরবিটালের শক্তি কম। ফলে 4d অরবিটালে ইলেকট্রন আগে প্রবেশ করে।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকে A যৌগটি হলো পানি (H₂O) এবং B যৌগটি হলো হাইড্রোজেন সালফাইড (H₂S)। উভয় যৌগের কেন্দ্রীয় পরমাণুর (O ও S) যোজ্যতাস্থরে ২টি নিঃসঙ্গ জোড় (lone pair) এবং ২টি বন্ধন জোড় (bond pair) ইলেকট্রন বিদ্যমান। উভয় ক্ষেত্রে sp³ সংকরণ ঘটে এবং VSEPR নীতি অনুসারে মুক্তজোড়-মুক্তজোড় ও মুক্তজোড়-বন্ধনজোড় বিকর্ষণের কারণে এদের আকৃতি কৌণিক বা V-আকৃতির হয়।
তবে এদের বন্ধন কোণ ভিন্ন (H₂O এর বন্ধন কোণ ১০৪.৫° এবং H₂S এর বন্ধন কোণ ৯২.১° বা ৯২.২°)। এর কারণ কেন্দ্রীয় পরমাণুর আকার ও তড়িৎ ঋণাত্মকতার পার্থক্য:
১. তড়িৎ ঋণাত্মকতা: অক্সিজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা (৩.৪৪ বা ৩.৫) সালফারের (২.৫৮ বা ২.৫) চেয়ে অনেক বেশি। ফলে H₂O-তে O-H বন্ধনজোড় ইলেকট্রন অক্সিজেনের নিকটবর্তী থাকে। ফলে বন্ধনজোড়-বন্ধনজোড় ইলেকট্রনের মধ্যকার বিকর্ষণ বেশি হয় এবং বন্ধন কোণ বৃদ্ধি পেয়ে ১০৪.৫° হয়।
২. কেন্দ্রীয় পরমাণুর আকার: সালফারের আকার অক্সিজেনের চেয়ে বড় এবং তড়িৎ ঋণাত্মকতা কম হওয়ায় H₂S-এ S-H বন্ধনজোড় ইলেকট্রনগুলো সালফার থেকে দূরে বিস্তৃত থাকে। ফলে তাদের মধ্যকার বিকর্ষণ কম হয় এবং নিঃসঙ্গ জোড়ের চাপে বন্ধন কোণ হ্রাস পেয়ে প্রায় ৯২.১° বা ৯২.২° এ নেমে আসে (ড্রাগোর নিয়ম অনুসারে H₂S-এ প্রায় খাঁটি p-অরবিটাল বন্ধনে অংশ নেয়)।
অতএব, কেন্দ্রীয় পরমাণুর তড়িৎ ঋণাত্মকতা ও আকারের পার্থক্যের কারণেই H₂O এবং H₂S এর বন্ধন কোণের ভিন্নতা ঘটে।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের যৌগগুলো হলো গ্রুপ-১৬ এর হাইড্রাইডসমূহ: A(H₂O), B(H₂S), C(H₂Se) এবং D(H₂Te)।
সাধারণভাবে, আণবিক ভর বৃদ্ধির সাথে সাথে অণুগুলোর আকার এবং পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়। এর ফলে দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বলের মান ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পায়, যা স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধির কারণ হয়।
এই নিয়ম অনুযায়ী স্ফুটনাঙ্কের স্বাভাবিক ক্রম হওয়া উচিত ছিল: H₂O < H₂S < H₂Se < H₂Te। কিন্তু লেখচিত্র অনুযায়ী দেখা যায় স্ফুটনাঙ্কের ক্রমটি হলো: B(H₂S) < C(H₂Se) < D(H₂Te) < A(H₂O) (H₂O এর স্ফুটনাঙ্ক ১০০°C, H₂S এর -৬০.৭°C, H₂Se এর -৪১.২°C এবং H₂Te এর -২.২°C)।
এর কারণসমূহ নিম্নরূপ:
১. H₂S থেকে H₂Te পর্যন্ত স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি: B(H₂S), C(H₂Se) এবং D(H₂Te) এর মধ্যে কোনো কার্যকর হাইড্রোজেন বন্ধন নেই। তাই উপর থেকে নিচে নামলে (S থেকে Te) আণবিক ভর এবং অণুর আকার বৃদ্ধির সাথে সাথে ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল বৃদ্ধি পায়। ফলে H₂S < H₂Se < H₂Te ক্রমানুসারে এদের স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পায়।২. H₂O এর অস্বাভাবিক উচ্চ স্ফুটনাঙ্ক: অক্সিজেনের পারমাণবিক আকার ক্ষুদ্র এবং তড়িৎ ঋণাত্মকতা অত্যন্ত বেশি হওয়ায় H₂O অণুগুলোর মধ্যে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন (H-bond) গঠিত হয়। প্রতিটি H₂O অণু গড়ে ৪টি করে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে এক বিশাল জালিকা গঠন করে। এই শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন ভাঙতে প্রচুর তাপশক্তির প্রয়োজন হয়। অপরদিকে সালফার, সেলেনিয়াম বা টেলুরিয়ামের আকার বড় এবং তড়িৎ ঋণাত্মকতা কম হওয়ায় তারা কার্যকর হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করতে পারে না।
অতএব, তীব্র আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতির কারণে H₂O-এর স্ফুটনাঙ্ক অস্বাভাবিকভাবে সর্বাধিক হয় এবং অপর হাইড্রাইডগুলোতে ভর বৃদ্ধির সাথে ভ্যান ডার ওয়ালস বল বৃদ্ধির কারণে H₂S < H₂Se < H₂Te ক্রম বজায় থাকে।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও