রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   আয়নিক যৌগে ক্যাটায়নের ধনাত্মক আধান দ্বারা অ্যানায়নের ঋণাত্মক ইলেকট্রন মেঘের যে বিকৃতি ঘটে, তাকে পোলারায়ন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পলির বর্জন নীতি অনুযায়ী, "একই পরমাণুতে যে-কোনো দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান কখনোই এক হতে পারে না; অন্তত একটির মান অবশ্যই ভিন্ন হবে।"

   হিলিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো He(2) = 1s²। এখানে প্রথম শক্তিস্তরে (n = 1) দুটি ইলেকট্রন রয়েছে।
   ১ম ইলেকট্রনের জন্য: n = 1, l = 0, m = 0, s = +½
   ২য় ইলেকট্রনের জন্য: n = 1, l = 0, m = 0, s = -½

   দেখা যাচ্ছে যে, হিলিয়ামের দুটি ইলেকট্রনের প্রধান, সহকারী ও চৌম্বক কোয়ান্টাম সংখ্যার মান একই হলেও এদের স্পিন বা ঘূর্ণন কোয়ান্টাম সংখ্যার (s) মান ভিন্ন। সুতরাং, He-এর ইলেকট্রন বিন্যাস পলির বর্জন নীতি পুরোপুরি মেনে চলে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের সারণি হতে দেখা যায়:
   পর্যায়-২ ও শ্রেণি-১৪ এর মৌল X হলো কার্বন (C)।
   পর্যায়-২ ও শ্রেণি-১৬ এর মৌল Z হলো অক্সিজেন (O)।
   পর্যায়-৩ ও শ্রেণি-১৪ এর মৌল Y হলো সিলিকন (Si)।
   অতএব, XZ₂ হলো কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂) এবং YZ₂ হলো সিলিকন ডাই-অক্সাইড (SiO₂)।

   স্বাভাবিক অবস্থায় CO₂ গ্যাসীয় কিন্তু SiO₂ একটি কঠিন পদার্থ। এর কারণ নিচে ব্যাখ্যা করা হলো:

   ১. CO₂ এর গঠন: CO₂ একটি সরলরৈখিক একক অণু (O=C=O)। এতে sp সংকরণ বিদ্যমান। CO₂ এর অণুগুলো পরস্পরের সাথে অত্যন্ত দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বল দ্বারা যুক্ত থাকে। ফলে সামান্য তাপমাত্রায় এ দুর্বল আকর্ষণ বল ভেঙে যায়। তাই স্বাভাবিক তাপমাত্রায় CO₂ গ্যাসীয় অবস্থায় বিরাজ করে।

   ২. SiO₂ এর গঠন: সিলিকনের আকার কার্বনের চেয়ে বড় হওয়ায় এটি অক্সিজেনের সাথে কার্যকরভাবে pπ-pπ দ্বিবন্ধন গঠন করতে পারে না। ফলে এটি একক অণু হিসেবে না থেকে একটি পলিমার বা বৃহৎ দানাদার জালিকা (Giant Molecule) গঠন করে। এতে প্রতিটি Si পরমাণু sp³ সংকরিত হয়ে চারটি অক্সিজেন পরমাণুর সাথে চতুস্তলকীয়ভাবে একক সমযোজী বন্ধনে যুক্ত থাকে এবং প্রতিটি O পরমাণু দুটি Si পরমাণুর সাথে যুক্ত থাকে। এই ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক বা বৃহদাকার কাঠামো ভাঙার জন্য প্রচুর শক্তির প্রয়োজন হয়।

   সুতরাং, আন্তঃআণবিক বন্ধনের প্রকৃতির ভিন্নতার কারণেই স্বাভাবিক অবস্থায় CO₂ গ্যাসীয় কিন্তু SiO₂ কঠিন পদার্থ।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী:
   X হলো কার্বন (C) এবং Y হলো সিলিকন (Si)।
   পর্যায়-৩ ও শ্রেণি-১৭ এর মৌল W হলো ক্লোরিন (Cl)।
   অতএব, XW₄ হলো CCl₄ এবং YW₄ হলো SiCl₄।

   যৌগ দুটির মধ্যে SiCl₄ আর্দ্র বিশ্লেষিত হবে, কিন্তু CCl₄ আর্দ্র বিশ্লেষিত হবে না। নিম্নে এর যৌক্তিক ব্যাখ্যা দেওয়া হলো:

   কোনো সমযোজী যৌগের আর্দ্র বিশ্লেষণের প্রথম ও প্রধান শর্ত হলো—কেন্দ্রীয় পরমাণুতে উপযুক্ত শক্তির ফাঁকা অরবিটাল (সাধারণত d-অরবিটাল) থাকতে হবে, যাতে পানির অক্সিজেন পরমাণু তার নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় প্রদান করে সন্নিবেশ সমযোজী বন্ধন গঠন করতে পারে।

   ১. CCl₄ এর ক্ষেত্রে:
   কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস: ₆C → 1s² 2s² 2p²
   কার্বন ২য় পর্যায়ের মৌল। এর যোজ্যতা স্তরে (n = 2) কোনো ফাঁকা d-অরবিটাল নেই (যেহেতু 2d অরবিটাল সম্ভব নয়)। পানির অণুর অক্সিজেন পরমাণু নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় প্রদান করার মতো কোনো ফাঁকা স্থান কার্বনে পায় না। এছাড়া চারটি বৃহৎ ক্লোরিন পরমাণুর কারণে কার্বন পরমাণু স্টেরিক বাধারও সম্মুখীন হয়। ফলে CCl₄ পানির সাথে কোনো বিক্রিয়া করে না অর্থাৎ আর্দ্র বিশ্লেষিত হয় না।

   ২. SiCl₄ এর ক্ষেত্রে:
   সিলিকনের ইলেকট্রন বিন্যাস: ₁₄Si → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² 3d⁰
   সিলিকন ৩য় পর্যায়ের মৌল হওয়ায় এর যোজ্যতা স্তরে ফাঁকা 3d-অরবিটাল উপস্থিত রয়েছে। সিলিকন তার এই ফাঁকা 3d-অরবিটালে পানির অক্সিজেন পরমাণুর নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় গ্রহণ করে প্রথমে একটি অস্থায়ী জটিল যৌগ গঠন করতে পারে। পরবর্তীতে HCl অপসারিত হয়ে ধাপে ধাপে আর্দ্রবিশ্লেষণ সম্পন্ন হয় এবং অবশেষে সিলিসিক এসিড উৎপন্ন হয়:
   SiCl₄ + 4H₂O → Si(OH)₄ + 4HCl

   অতএব, ফাঁকা d-অরবিটালের উপস্থিতির কারণে SiCl₄ আর্দ্র বিশ্লেষিত হয়, কিন্তু CCl₄-এ ফাঁকা d-অরবিটাল না থাকায় তা আর্দ্র বিশ্লেষিত হয় না।