রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব d-ব্লক মৌলের অন্তত একটি সুস্থিত আয়নে d-অরবিটাল ইলেকট্রন দ্বারা আংশিক পূর্ণ (d¹⁻⁹) থাকে, তাদেরকে অবস্থান্তর মৌল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   মিথেন (CH₄) একটি অপোলার সমযোজী অণু, যার অণুগুলোর মধ্যে কেবল দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল কাজ করে। অন্যদিকে মিথানল (CH₃OH) একটি পোলার অণু, যাতে তীব্র তড়িৎ-ঋণাত্মক অক্সিজেন পরমাণুর সাথে হাইড্রোজেন যুক্ত থাকায় অণুগুলোর মধ্যে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয়। এই হাইড্রোজেন বন্ধন ভাঙতে অধিক তাপশক্তির প্রয়োজন হয় বিধায় মিথেন অপেক্ষা মিথানলের স্ফুটনাঙ্ক অনেক বেশি।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, X হলো H, Y হলো N এবং Z হলো P। অতএব, YX₃ হলো NH₃ এবং ZX₃ হলো PH₃।
   লুইস মতবাদ অনুসারে, উভয়ের কেন্দ্রীয় পরমাণুতে একটি করে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় রয়েছে, যা প্রোটন বা লুইস এসিডকে দান করার মাধ্যমে এরা ক্ষারক হিসেবে কাজ করে।

   নাইট্রোজেন (N) ও ফসফরাস (P) উভয়েই পর্যায় সারণির গ্রুপ-১৫ এর মৌল হলেও নাইট্রোজেনের পারমাণবিক আকার ফসফরাসের চেয়ে ছোট এবং তড়িৎ-ঋণাত্মকতা ফসফরাসের চেয়ে বেশি (N = 3.0, P = 2.1)। ছোট আকারের কারণে নাইট্রোজেনের উপর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়ের চার্জ ঘনত্ব ফসফরাসের তুলনায় অনেক বেশি থাকে। ফলে NH₃ অণুর নাইট্রোজেন তার নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় সহজেই প্রোটনকে দান করতে পারে। অন্যদিকে PH₃ এর ফসফরাসের আকার বড় হওয়ায় চার্জ ঘনত্ব হ্রাস পায় এবং ইলেকট্রন জোড় সহজে দান করতে পারে না। এ কারণে PH₃ (ZX₃) অপেক্ষা NH₃ (YX₃) যৌগটি অধিক ক্ষারীয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, Y হলো নাইট্রোজেন (N), K হলো ফ্লোরিন (F) এবং L হলো ক্লোরিন (Cl)। সুতরাং YK₃ হলো NF₃ এবং YL₃ হলো NCl₃।

   সংকরণ পর্যালোচনা:
   NF₃ ও NCl₃ উভয় যৌগের কেন্দ্রীয় পরমাণু হলো নাইট্রোজেন (N)। নাইট্রোজেনের যোজ্যতা স্তরের ইলেকট্রন সংখ্যা ৫। উভয় ক্ষেত্রে নাইট্রোজেন তিনটি হ্যালোজেন পরমাণুর সাথে ৩টি একক সমযোজী বন্ধন গঠন করে এবং নাইট্রোজেনে ১টি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় (lone pair) বিদ্যমান থাকে।
   মোট ইলেকট্রন জোড় = ৩টি বন্ধনজোড় (bp) + ১টি নিঃসঙ্গজোড় (lp) = ৪।
   সুতরাং, VSEPR তত্ত্ব ও সংকরায়ণ সূত্রানুযায়ী উভয় যৌগের কেন্দ্রীয় নাইট্রোজেন পরমাণুতে sp³ সংকরণ ঘটে। অর্থাৎ, যৌগ দুটির সংকরণ একই।

   বন্ধন কোণ পর্যালোচনা:
   উভয়ের সংকরণ sp³ এবং উভয়ের জ্যামিতিক কাঠামো ত্রিকোণাকার পিরামিডীয় হওয়া সত্ত্বেও এদের বন্ধন কোণ ভিন্ন হয়।

   ১. NF₃ অণুতে: ফ্লোরিনের তড়িৎ-ঋণাত্মকতা (4.0) নাইট্রোজেনের (3.0) চেয়ে অনেক বেশি। ফলে N−F বন্ধনের বন্ধনজোড় ইলেকট্রনগুলো তীব্র তড়িৎ-ঋণাত্মক ফ্লোরিনের দিকে আকৃষ্ট হয়ে কেন্দ্রীয় N পরমাণু থেকে দূরে সরে যায়। এতে বন্ধনজোড়-বন্ধনজোড় (bp-bp) বিকর্ষণ কমে যায়। ফলে নাইট্রোজেনের নিঃসঙ্গ জোড় (lp) বন্ধনজোড়কে সহজে নিচের দিকে সংকুচিত করে দেয়। তাই NF₃ এর F−N−F বন্ধন কোণ স্বাভাবিক চতুস্তলকীয় কোণ (১০৯.৫°) থেকে অনেক কমে ১০২.৪° বা ১০২.৫° হয়।

   ২. NCl₃ অণুতে: ক্লোরিনের তড়িৎ-ঋণাত্মকতা (3.0) এবং নাইট্রোজেনের তড়িৎ-ঋণাত্মকতা (3.0) প্রায় সমান। এছাড়া ক্লোরিনের পারমাণবিক আকার ফ্লোরিন অপেক্ষা বড় হওয়ায় N−Cl বন্ধনজোড়গুলোর মধ্যে এবং বৃহৎ Cl পরমাণুগুলোর মধ্যে পারস্পরিক বিকর্ষণ (স্টেরিক বাধা ও ইলেকট্রনীয় বিকর্ষণ) অনেক বেশি থাকে। ফলে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় বন্ধনজোড়কে তেমন সংকুচিত করতে পারে না। ফলে NCl₃ এর Cl−N−Cl বন্ধন কোণ প্রায় ১০৭° - ১০৭.১° হয়।

   সুতরাং, বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে YK₃ (NF₃) ও YL₃ (NCl₃) এর সংকরণ একই (sp³) হলেও ইলেকট্রন-মেঘের বণ্টন ও তড়িৎ-ঋণাত্মকতার পার্থক্যের কারণে এদের বন্ধন কোণ একই নয় (ভিন্ন)।