রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অপোলার বা নিষ্ক্রিয় সমযোজী অণুগুলোর মধ্যে ক্ষণস্থায়ী ডাইপোলের সৃষ্টির মাধ্যমে যে দুর্বল আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল কাজ করে, তাকে ভ্যানডার ওয়ালস আকর্ষণ বল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   অক্সিজেন পরমাণু একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে যখন ঋণাত্মক আয়নে ($O^-$) পরিণত হয়, তখন শক্তি নির্গত হয়, ফলে প্রথম ইলেকট্রন আসক্তি ঋণাত্মক হয়। কিন্তু $O^-$ আয়নে দ্বিতীয় আরেকটি ইলেকট্রন যুক্ত করতে গেলে আগত ইলেকট্রন এবং পূর্ব থেকেই বিদ্যমান ঋণাত্মক আধানযুক্ত $O^-$ আয়নের মধ্যকার তীব্র আন্তঃইলেকট্রনীয় বিকর্ষণ বল কাজ করে। এই বিকর্ষণ বল অতিক্রম করে ইলেকট্রনটিকে যুক্ত করার জন্য বাইরে থেকে অতিরিক্ত শক্তি সরবরাহ করতে হয়। ফলে দ্বিতীয় ইলেকট্রন গ্রহণের প্রক্রিয়াটি তাপহারী হয় এবং অক্সিজেনের দ্বিতীয় ইলেকট্রন আসক্তির মান ধনাত্মক হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে $n = 3$ বিবেচনা করলে,
   'D' মৌলটির ইলেকট্রন বিন্যাস: $ns^2 = 3s^2$, অর্থাৎ মৌলটি ম্যাগনেসিয়াম ($_{12}\text{Mg}$)।
   'E' মৌলটির ইলেকট্রন বিন্যাস: $ns^2 np^2 = 3s^2 3p^2$, অর্থাৎ মৌলটি সিলিকন ($_{14}\text{Si}$)।

   পর্যায় সারণির একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে সাধারণত পরমাণুর আকার হ্রাস পায় এবং নিউক্লিয়াসের কার্যকর চার্জ বৃদ্ধির কারণে আয়নিকরণ বিভব বৃদ্ধি পাওয়ার কথা। সে হিসেবে সিলিকনের (E) আয়নিকরণ বিভব ম্যাগনেসিয়ামের (D) চেয়ে বেশি হওয়ার কথা এবং বাস্তবেও Si এর ১ম আয়নিকরণ শক্তি (786 kJ/mol) Mg এর (738 kJ/mol) চেয়ে সামান্য বেশি। তবে ম্যাগনেসিয়ামের সর্ববহিঃস্থ ৩য় শক্তিস্তরের 's' উপস্তরটি সম্পূর্ণ পূর্ণ ($3s^2$) হওয়ায় এটি সুস্থিত ইলেকট্রন বিন্যাস অর্জন করে। ফলে $3s$ অরবিটাল থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে অধিক শক্তির প্রয়োজন হয়, যা পর্যায়বৃত্ত প্রবণতার চেয়ে স্থিতিশীলতার কারণে তুলনামূলকভাবে বেশি বৃদ্ধি পায়। (অথবা উদ্দীপকের D ও E যদি যথাক্রমে Mg ও Al বোঝানো হতো, তবে পূর্ণ s-অরবিটালের জন্য Mg-এর মান Al অপেক্ষা বেশি হতো)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, D হলো ম্যাগনেসিয়াম ($_{12}\text{Mg}$) এবং F হলো ক্যালসিয়াম ($_{20}\text{Ca}$)। এদের কার্বনেট লবণদ্বয় হলো যথাক্রমে $\text{MgCO}_3$ এবং $\text{CaCO}_3$।

   কোন ধাতব কার্বনেটের তাপীয় বিযোজন নির্ভর করে সংশ্লিষ্ট ক্যাটায়নের পোলারায়ন ক্ষমতার ওপর। ফাজানের নীতি অনুসারে, ক্যাটায়নের চার্জ একই হলে ক্যাটায়নের আকার যত ছোট হয়, তার পোলারায়ন ক্ষমতা তত বেশি হয়।

   এখানে, $\text{Mg}^{2+}$ এবং $\text{Ca}^{2+}$ উভয়ের চার্জ সমান (+2)। কিন্তু পর্যায় সারণিতে গ্রুপ-২ এ ক্যালসিয়ামের অবস্থান ম্যাগনেসিয়ামের নিচে হওয়ায় $\text{Ca}^{2+}$ আয়নের আকার $\text{Mg}^{2+}$ আয়নের চেয়ে বড়। অর্থাৎ, আকার: $\text{Mg}^{2+} < \text{Ca}^{2+}$।

   ফলে $\text{Mg}^{2+}$ আয়নের চার্জ ঘনত্ব বেশি এবং এর পোলারায়ন ক্ষমতা $\text{Ca}^{2+}$ অপেক্ষা বেশি। $\text{Mg}^{2+}$ আয়ন কার্বনেট অ্যানায়নের ($\text{CO}_3^{2-}$) ইলেকট্রন মেঘকে অধিক পোলারায়িত বা বিকৃত করে। এর ফলে $\text{C-O}$ বন্ধন দুর্বল হয়ে পড়ে এবং কম তাপমাত্রাতেই $\text{MgCO}_3$ বিয়োজিত হয়ে $\text{MgO}$ ও $\text{CO}_2$ গঠন করে (প্রায় $540^\circ\text{C}$)।

   অপরদিকে, $\text{Ca}^{2+}$ আয়নের আকার বড় হওয়ায় এর পোলারায়ন ক্ষমতা কম। ফলে $\text{CaCO}_3$-এ কার্বনেট আয়নের পোলারায়ন কম হয় এবং যৌগটির স্থিতিশীলতা বেশি থাকে। একে বিয়োজিত করতে অধিক তাপের প্রয়োজন হয় (প্রায় $900^\circ\text{C}$)।

   অতএব, $\text{MgCO}_3$ ও $\text{CaCO}_3$ (বা $\text{DCO}_3$ ও $\text{FCO}_3$) এর মধ্যে $\text{FCO}_3$ ($\text{CaCO}_3$) অধিক তাপে বিয়োজিত হয়।