রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমযোজী অণুগুলোর পরস্পরের মধ্যে যে অত্যন্ত দুর্বল আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল বিদ্যমান থাকে, তাকে ভ্যান্ডার-ওয়ালস বল (Van der Waals force) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   CH₄ অণুর কেন্দ্রস্থ কার্বন পরমাণুটি sp³ সংকরিত এবং এর জ্যামিতিক আকৃতি সুষম চতুস্তলকীয়। কার্বন (২.৫) ও হাইড্রোজেন (২.১)-এর মধ্যে তড়িৎ ঋণাত্মকতার কিছুটা পার্থক্য থাকায় C-H বন্ধনগুলো মৃদু পোলার হলেও চতুস্তলকের চার কোণে চারটি C-H বন্ধনের ডাইপোল মোমেন্ট পরস্পরের বিপরীতমুখী থাকায় এদের ভেক্টর যোগফল বা লব্ধি ডাইপোল মোমেন্ট শূন্য (μ = 0) হয়। ফলে কোনো স্থায়ী পোল বা মেরুর সৃষ্টি হয় না। তাই CH₄ একটি অপোলার অণু।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্র অনুযায়ী X মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা ২৮, অর্থাৎ মৌলটি হলো নিকেল (Ni)। এর ইলেকট্রন বিন্যাস: Ni (28) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁸ 4s²।
   নিকেল একটি অবস্থান্তর মৌল এবং এটি বিভিন্ন রাসায়নিক বিক্রিয়ায় প্রভাবক হিসেবে কাজ করে। এর প্রধান কারণসমূহ হলো:
   ১. পরিবর্তনশীল জারণ অবস্থা ও জটিল যৌগ গঠন: নিকেলের ফাঁকা d-অরবিটাল থাকায় এটি বিক্রিয়কের অণুগুলোকে পৃষ্ঠতলে অধিশোষণ করতে পারে এবং অস্থায়ী মধ্যবর্তী জটিল যৌগ গঠনের মাধ্যমে বিক্রিয়ার সক্রিয়ণ শক্তি হ্রাস করে।
   ২. পৃষ্ঠতলীয় ক্ষেত্রফল প্রদান: নিকেলের d-অরবিটালের ইলেকট্রন ও ফাঁকা স্থান ব্যবহার করে বিক্রিয়ক অণুগুলো দুর্বল বন্ধনে আবদ্ধ হয়, যার ফলে বিক্রিয়কের বন্ধনগুলো শিথিল ও দুর্বল হয়ে যায় এবং সহজেই উৎপাদে রূপান্তরিত হয়।
   উদাহরণস্বরূপ, উদ্ভিজ্জ তেল থেকে ডালডা বা মার্জারিন তৈরির জন্য তেলের হাইড্রোজেনেশন প্রক্রিয়ায় নিকেল (Ni) চূর্ণ প্রভাবক হিসেবে অত্যন্ত কার্যকর ভূমিকা পালন করে:
   উদ্ভিজ্জ তেল + H₂ —(Ni, 160-180°C)→ চর্বি / বনস্পতি ঘি।
   সুতরাং, উপযুক্ত ফাঁকা d-অরবিটাল ও পরিবর্তনশীল যোজ্যতার কারণে X (Ni) প্রভাবক হিসেবে কাজ করে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্র অনুযায়ী পারমাণবিক সংখ্যা ২৮, ২৯ এবং ৩০ বিশিষ্ট মৌল তিনটি হলো যথাক্রমে X = নিকেল (Ni), B = কপার (Cu) এবং C = জিংক (Zn)।
   এদের ইলেকট্রন বিন্যাস নিম্নরূপ:
   Ni (28) = [Ar] 3d⁸ 4s²
   Cu (29) = [Ar] 3d¹⁰ 4s¹
   Zn (30) = [Ar] 3d¹⁰ 4s²

   মৌলসমূহের গলনাঙ্কের মান মূলত তাদের ধাতব বন্ধনের দৃঢ়তার ওপর নির্ভর করে। ধাতব বন্ধনের শক্তি ধাতব ল্যাটিসে মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা, বিশেষ করে বিজোড় d-ইলেকট্রনের সংখ্যার ওপর নির্ভরশীল। বিজোড় d-ইলেকট্রন সংখ্যা যত বেশি হয়, ধাতব বন্ধন তত শক্তিশালী হয় এবং গলনাঙ্ক তত বাড়ে।

   ১. X (Ni) এর ক্ষেত্রে:
   Ni-এর 3d অরবিটালে ২টি বিজোড় ইলেকট্রন থাকে। এই বিজোড় ইলেকট্রনগুলো ধাতব বন্ধন গঠনে অংশগ্রহণ করায় এর ধাতব বন্ধন তুলনামূলকভাবে বেশ শক্তিশালী হয়। ফলে এর গলনাঙ্ক তুলনামূলকভাবে বেশি (প্রায় ১৪৫৫°C)।

   ২. B (Cu) এর ক্ষেত্রে:
   কপারের 3d উপস্তর পূর্ণ (3d¹⁰) এবং 4s উপস্তরে একটি ইলেকট্রন থাকে। এতে কোনো বিজোড় d-ইলেকট্রন না থাকায় কেবল 4s¹ ইলেকট্রনটি মূলত ধাতব বন্ধনে অংশগ্রহণ করে। ফলে Ni-এর তুলনায় Cu-এর ধাতব বন্ধন দুর্বল হয়ে পড়ে এবং এর গলনাঙ্ক হ্রাস পেয়ে প্রায় ১০৮৫°C হয়।

   ৩. C (Zn) এর ক্ষেত্রে:
   জিংকের ইলেকট্রন বিন্যাসে 3d এবং 4s উভয় অরবিটালই ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ (3d¹⁰ 4s²)। এর পারমাণবিক আকার কিছুটা বড় এবং পূর্ণ d-অরবিটালের কারণে এতে কোনো বিজোড় d-ইলেকট্রন ধাতব বন্ধনে অংশ নিতে পারে না। শুধু 4s-এর দুটি ইলেকট্রন দুর্বল ধাতব বন্ধন গঠন করে। বন্ধনটি অত্যন্ত দুর্বল হওয়ায় Zn-এর গলনাঙ্ক নাটকীয়ভাবে হ্রাস পেয়ে মাত্র ৪১৯.৫°C হয়।

   অতএব, বিজোড় d-ইলেকট্রন হ্রাসের মাধ্যমে ধাতব বন্ধনের তীব্রতা ক্রমান্বয়ে হ্রাস পাওয়ার কারণেই X (Ni), B (Cu) এবং C (Zn) মৌলের গলনাঙ্ক এভাবে ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়।