রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পর্যায় সারণির গ্রুপ-১ এর মৌলসমূহ (হাইড্রোজেন ব্যতীত), যা পানির সাথে বিক্রিয়া করে তীব্র ক্ষার এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে, তাদেরকে ক্ষার ধাতু (Alkali metals) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ধাতব আয়ন সনাক্তকরণে শিখা পরীক্ষায় গাঢ় HCl ব্যবহার করা হয়, কারণ গাঢ় HCl ধাতব লবণের সাথে বিক্রিয়া করে ধাতব ক্লোরাইডে রূপান্তরিত করে। ধাতব ক্লোরাইডসমূহ অন্যান্য লবণ অপেক্ষা অধিক উদ্বায়ী (volatile) প্রকৃতির হয়। ফলে বুনসেন শিখার উত্তাপে এরা সহজে বাষ্পীভূত হয়ে শিখায় বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বর্ণ সৃষ্টি করতে পারে। এ কারণে শিখা পরীক্ষায় গাঢ় HCl ব্যবহার করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের পর্যায় সারণির অবস্থান লক্ষ্য করলে দেখা যায়:

   • A হলো ৪র্থ পর্যায় ও গ্রুপ-২ এর মৌল, অর্থাৎ ক্যালসিয়াম (Ca)।
   • X হলো ২য় পর্যায় ও গ্রুপ-১৭ এর মৌল, অর্থাৎ ফ্লোরিন (F)।
   • Y হলো ৩য় পর্যায় ও গ্রুপ-১৭ এর মৌল, অর্থাৎ ক্লোরিন (Cl)।
   • Z হলো ৪র্থ পর্যায় ও গ্রুপ-১৭ এর মৌল, অর্থাৎ ব্রোমিন (Br)।

   সুতরাং A এর সাথে X, Y ও Z দ্বারা গঠিত যৌগগুলো হলো যথাক্রমে CaF₂, CaCl₂ এবং CaBr₂। এরা সকলেই আয়নিক যৌগ।

   ফাযানের নীতি অনুযায়ী, ক্যাটায়নের চার্জ ও আকার নির্দিষ্ট থাকলে অ্যানায়নের আকার যত বৃদ্ধি পায়, ক্যাটায়ন দ্বারা অ্যানায়নের পোলারায়ন তত বৃদ্ধি পায়। আর পোলারায়ন বৃদ্ধি পেলে যৌগটিতে সমযোজী বৈশিষ্ট্য বাড়ে এবং আয়নিক বৈশিষ্ট্য ও গলনাঙ্ক হ্রাস পায়।

   এখানে ক্যাটায়ন হিসেবে Ca²⁺ স্থির। কিন্তু হ্যালাইড অ্যানায়নগুলোর আকারের ক্রম হলো:
   F⁻ < Cl⁻ < Br⁻

   আকার সবচেয়ে ছোট হওয়ায় F⁻ এর পোলারায়ন সর্বনিম্ন হয়, ফলে CaF₂-এর আয়নিক বৈশিষ্ট্য এবং ল্যাটিস শক্তি সর্বাধিক, যার কারণে এর গলনাঙ্ক সর্বোচ্চ। অন্যদিকে Br⁻ এর আকার সবচেয়ে বড় হওয়ায় CaBr₂-এ পোলারায়ন সর্বাধিক এবং এর সমযোজী বৈশিষ্ট্য সবচেয়ে বেশি, ফলে গলনাঙ্ক সর্বনিম্ন।

   অতএব যৌগগুলোর গলনাঙ্কের সঠিক ক্রমটি হলো:
   CaF₂ > CaCl₂ > CaBr₂ (বা, AX₂ > AY₂ > AZ₂)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ছক অনুসারে:

   • P মৌলটি ২য় পর্যায় এবং গ্রুপ-১৪ এর সদস্য, অর্থাৎ কার্বন (C)।
   • Q মৌলটি ২য় পর্যায় এবং গ্রুপ-১৬ এর সদস্য, অর্থাৎ অক্সিজেন (O)।

   কার্বন (P) বিভিন্ন ধরনের সংকরণের মাধ্যমে একাধিক হাইড্রাইড গঠন করে:
   কার্বন বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনে sp³, sp² এবং sp সংকরণের মাধ্যমে হাইড্রাইড (হাইড্রোকার্বন) গঠন করে। যেমন:
   ১. অ্যালকেন (মিথেন, CH₄): এখানে কার্বন পরমাণু sp³ সংকরণের মাধ্যমে ৪টি সমযোজী C-H সিগমা বন্ধন তৈরি করে চতুস্তলকীয় জ্যামিতি গঠন করে।
   ২. অ্যালকিন (ইথিন, C₂H₄): এখানে কার্বন পরমাণু sp² সংকরিত হয়ে হাইড্রোজেনের সাথে সিগমা বন্ধন এবং অপর কার্বনের সাথে সিগমা ও পাই বন্ধন তৈরি করে ত্রিকোণাকার সমতলীয় কাঠামো গঠন করে।
   ৩. অ্যালকাইন (ইথাইন, C₂H₂): এখানে কার্বন sp সংকরণের মাধ্যমে রৈখিক হাইড্রাইড গঠন করে।

   অন্যদিকে, অক্সিজেন (Q) কেবলমাত্র এক ধরনের সংকরণের মাধ্যমে হাইড্রাইড গঠন করে:
   অক্সিজেনের সাধারণ ও প্রধান হাইড্রাইড হলো পানি (H₂O)। অক্সিজেনের যোজ্যতাস্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো 2s² 2p_x² 2p_y¹ 2p_z¹। পানি অণুতে কেন্দ্রীয় অক্সিজেন পরমাণুটি sp³ সংকরিত অবস্থায় থাকে। এর দুটি sp³ সংকর অরবিটাল দুটি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে দুটি সমযোজী O-H সিগমা বন্ধন গঠন করে এবং বাকি দুটি sp³ সংকর অরবিটালে দুটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় (lone pair) অবস্থান করে। লোন পেয়ার-লোন পেয়ার বিকর্ষণের কারণে পানির বন্ধন কোণ কমে ১০৪.৫° হয় এবং এর আকৃতি কৌণিক হয়। অক্সিজেনের যোজ্যতাস্তরে কোনো ফাঁকা d-অরবিটাল না থাকায় এবং অষ্টক সম্প্রসারণ সম্ভব না হওয়ায় এটি শুধুমাত্র sp³ সংকরণের মাধ্যমেই স্থিতিশীল হাইড্রাইড (H₂O) গঠন করে।

   সুতরাং, কার্বন (P) sp³, sp², sp সংকরণের মাধ্যমে একাধিক শ্রেণির হাইড্রাইড গঠন করতে পারলেও অক্সিজেন (Q) কেবল sp³ সংকরণের মাধ্যমে হাইড্রাইড গঠন করে।