রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় ঝুঁকিপূর্ণ ও পরিবেশের জন্য ক্ষতিকর পদার্থের উৎপাদন ও ব্যবহার হ্রাস বা পুরোপুরি বন্ধ করে পরিবেশবান্ধব পণ্য উৎপাদন করা হয়, তাকে সবুজ রসায়ন (Green Chemistry) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রদত্ত বিক্রিয়াটি:
   COCl₂(g) ⇌ CO(g) + Cl₂(g)

   বিক্রিয়কের মোট গ্যাসীয় মোল সংখ্যা = ১
   উৎপাদের মোট গ্যাসীয় মোল সংখ্যা = ১ + ১ = ২

   লা-শাতেলীয়ার নীতি অনুসারে, গ্যাসীয় সাম্যাবস্থায় চাপ প্রয়োগ করলে সাম্যাবস্থা যেদিকে মোল সংখ্যা কম সেদিকে স্থানান্তরিত হয়। এই বিক্রিয়ায় চাপ বৃদ্ধি করলে সাম্যাবস্থা বাম দিকে সরে যাবে অর্থাৎ COCl₂ এর উৎপাদন বৃদ্ধি পাবে। পক্ষান্তরে, চাপ হ্রাস করলে সাম্যাবস্থা ডান দিকে অগ্রসর হয়ে CO ও Cl₂ এর বিয়োজন বৃদ্ধি পাবে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ছক অনুযায়ী ২য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৪-এর মৌল X হলো কার্বন (C)। কার্বনের প্রধান অক্সাইড যৌগটি হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂)।

   CO₂ যৌগে কেন্দ্রীয় কার্বনের সংকরায়ন ব্যাখ্যা:
   কার্বনের স্বাভাবিক ইলেকট্রন বিন্যাস: C(6) = 1s² 2s² 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z⁰
   উত্তেজিত অবস্থায়: C*(6) = 1s² 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹

   CO₂ অণু গঠনে কার্বনের যোজ্যতা স্তরের একটি 2s এবং একটি 2p অরবিটাল মিশ্রিত হয়ে সমশক্তির দুটি 'sp' সংকর অরবিটাল গঠন করে। অবশিষ্ট দুটি খাঁটি 2p অরবিটাল (2p_y ও 2p_z) অসংকরিত অবস্থায় থেকে যায়।

   প্রতিটি অক্সিজেন পরমাণুর যোজ্যতা স্তরে একটি অযুগ্ম p অরবিটাল কার্বনের একটি sp সংকর অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ করে দুটি কার্বন-অক্সিজেন সিগমা (σ) বন্ধন গঠন করে। অন্যদিকে, কার্বনের অসংকরিত 2p অরবিটাল দুটি অক্সিজেনের অপর অযুগ্ম p অরবিটালের সাথে পাশাপাশি অধিক্রমণ করে দুটি পাই (π) বন্ধন গঠন করে।
   ফলে CO₂ অণুতে কার্বনের sp সংকরায়ন ঘটে এবং অণুটি সরলরৈখিক (বন্ধন কোণ ১৮০°) হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, Y হলো ২য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৬-এর মৌল অক্সিজেন (O) এবং Z হলো ৩য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৬-এর মৌল সালফার (S)।
   Y ও Z মৌলের হাইড্রাইড দুটি হলো যথাক্রমে পানি (H₂O) এবং হাইড্রোজেন সালফাইড (H₂S)। একই গ্রুপের মৌলের হাইড্রাইড হওয়া সত্ত্বেও এদের ভৌত ধর্মে উল্লেখযোগ্য অমিল দেখা যায়—সাধারণ তাপমাত্রায় H₂O তরল হলেও H₂S একটি গ্যাস।

   ধর্মের এই অমিলের কারণ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:
   ১. তড়িৎ ঋণাত্মকতার পার্থক্য: অক্সিজেনের আকার সালফারের চেয়ে ছোট এবং এর তড়িৎ ঋণাত্মকতার মান (৩.৫) অনেক বেশি। হাইড্রোজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা ২.১ হওয়ায় O-H বন্ধনে উচ্চ মাত্রার পোলারিটি সৃষ্টি হয়। পক্ষান্তরে, সালফারের আকার তুলনামূলকভাবে বড় এবং এর তড়িৎ ঋণাত্মকতা (২.৫) হাইড্রোজেনের প্রায় কাছাকাছি হওয়ায় S-H বন্ধন প্রায় অপোলার।

   ২. হাইড্রোজেন বন্ধন: H₂O অণুতে তীব্র পোলারিটির কারণে একটি অণুর ধনাত্মক হাইড্রোজেন অন্য অণুর ঋণাত্মক অক্সিজেনের সাথে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করে। ফলে অসংখ্য পানির অণু পরস্পরের সাথে সংবদ্ধ (associated) হয়ে স্বাভাবিক তাপমাত্রায় তরল অবস্থায় থাকে এবং এর স্ফুটনাঙ্ক অনেক বেশি (১০০°C) হয়।

   ৩. আন্তঃআণবিক দুর্বল ভ্যান্ডারওয়ালস বল: H₂S অণুতে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের সামর্থ্য নেই। H₂S অণুগুলোর মধ্যে কেবল অতি দুর্বল ভ্যান্ডারওয়ালস আকর্ষণ বল কাজ করে। এই দুর্বল আকর্ষণ ভাঙতে সামান্য শক্তির প্রয়োজন হয়। ফলে সাধারণ তাপমাত্রায় H₂S গ্যাসীয় অবস্থায় থাকে এবং এর স্ফুটনাঙ্ক অনেক কম (-৬০°C) হয়।

   অতএব, তড়িৎ ঋণাত্মকতার পার্থক্য এবং হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের ক্ষমতার কারণেই একই গ্রুপের মৌল হওয়া সত্ত্বেও H₂O এবং H₂S-এর ধর্মের মধ্যে এই অমিল পরিলক্ষিত হয়।