রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রসায়নের যে শাখায় রাসায়নিক পদার্থের নকশা, উৎপাদন ও ব্যবহারের ক্ষেত্রে ক্ষতিকর ও বিপজ্জনক পদার্থের ব্যবহার বা উৎপাদন হ্রাস বা বর্জন করার নীতি নিয়ে আলোচনা করা হয়, তাকে সবুজ রসায়ন (Green Chemistry) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ইথানল ($C_2H_5OH$) একটি পোলার যৌগ। এর অণুতে তীব্র তড়িৎ-ঋণাত্মক অক্সিজেন পরমাণুর সাথে হাইড্রোজেন পরমাণু যুক্ত থাকায় এটি পানির অণুর সাথে আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করতে পারে। পোলার পানির অণু এবং ইথানল অণুর মধ্যকার এই শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের কারণে ইথানল পানিতে সম্পূর্ণ দ্রবণীয় হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে $E_2$ শেলটি হলো দ্বিতীয় প্রধান শক্তিস্তর, যার প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা $n = 2$।

   আমরা জানি:
   ১. সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা $l$-এর মান $0$ থেকে $(n-1)$ পর্যন্ত হতে পারে। সুতরাং, $n = 2$-এর জন্য $l = 0$ এবং $l = 1$। অর্থাৎ শক্তিস্তরে দুটি উপশক্তিস্তর বিদ্যমান: $2s$ ও $2p$।
   ২. চুম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা $m$-এর মান $-l$ থেকে $+l$ পর্যন্ত (শূন্যসহ) হতে পারে।

   • $l = 0$ ($s$-উপস্তর) এর জন্য $m = 0$ (১টি অরবিটাল)।
   • $l = 1$ ($p$-উপস্তর) এর জন্য $m = -1, 0, +1$ (৩টি অরবিটাল)।
     অতএব, মোট অরবিটাল সংখ্যা = $1 + 3 = 4$ টি।
     ৩. ঘূর্ণন কোয়ান্টাম সংখ্যা ($s$) অনুযায়ী প্রতিটি অরবিটালে বিপরীত স্পিনের সর্বাধিক ২টি ইলেকট্রন থাকতে পারে ($s = +\frac{1}{2}, -\frac{1}{2}$)।

   সুতরাং, $E_2$ শেলে সর্বোচ্চ ইলেকট্রন ধারণক্ষমতা = $4 \times 2 = 8$ টি।
   অতএব, কোয়ান্টাম সংখ্যাসমূহের আলোকে সুস্পষ্টভাবে প্রমাণিত হয় যে $E_2$ শেলে আটটির বেশি ইলেকট্রন থাকতে পারে না।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রথম ও তৃতীয় শক্তিস্তরকে যথাক্রমে $E_1$ এবং $E_3$ হিসেবে চিহ্নিত করা হয়েছে, যেখানে $E_1$-এর জন্য প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা $n_1 = 1$ এবং $E_3$-এর জন্য $n_3 = 3$।

   বোর পরমাণু মডেল অনুসারে, হাইড্রোজেন বা হাইড্রোজেন সদৃশ এক-ইলেকট্রন বিশিষ্ট পরমাণুর $n$-তম শক্তিস্তরে ইলেকট্রনের শক্তির সমীকরণ হলো:
   $E_n = -\frac{2\pi^2 m e^4 Z^2}{n^2 h^2}$
   বা,
   $E_n = -\frac{13.6}{n^2} \text{ eV}$
   এখানে ঋণাত্মক চিহ্ন নির্দেশ করে যে শক্তিস্তরটি নিউক্লিয়াস দ্বারা আবদ্ধ এবং অসীম দূরত্বে শক্তি শূন্য ধরে মানটি হিসাব করা হয়েছে।

   প্রথম শক্তিস্তরের ($n = 1$) শক্তি:
   $E_1 = -\frac{13.6}{1^2} \text{ eV} = -13.6 \text{ eV}$

   তৃতীয় শক্তিস্তরের ($n = 3$) শক্তি:
   $E_3 = -\frac{13.6}{3^2} \text{ eV} = -\frac{13.6}{9} \text{ eV} \approx -1.51 \text{ eV}$

   যেহেতু $-1.51 > -13.6$, সুতরাং ঋণাত্মক মানের দিক থেকে বিবেচনা করলে:
   $E_3 > E_1$

   অতএব, গাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে $E_1$ ও $E_3$ শক্তিস্তরের মধ্যে $E_3$ শক্তিস্তরের শক্তি বেশি।