রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   একই শক্তি সম্পন্ন বিভিন্ন অরবিটালে ইলেকট্রনগুলো এমনভাবে প্রবেশ করে যেন তারা সর্বাধিক সংখ্যায় অযুগ্ম বা বিজোড় অবস্থায় থাকতে পারে এবং এই বিজোড় ইলেকট্রনগুলোর স্পিন একইমুখী বা সমমুখী হয়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ক্যাটায়ন সাধারণত ইলেকট্রন ত্যাগ করে গঠিত হয় বলে এর আকার মূল পরমাণুর চেয়ে অনেক ছোট হয় এবং এর নিউক্লিয়াসের কার্যকর ধনাত্মক আধানের ঘনত্ব অনেক বেশি থাকে। ফলে ক্যাটায়নের ইলেকট্রন মেঘ নিউক্লিয়াস দ্বারা অত্যন্ত দৃঢ়ভাবে আকৃষ্ট থাকে। পক্ষান্তরে, অ্যানায়নের আকার তুলনামূলকভাবে অনেক বড় এবং এর ইলেকট্রন মেঘের উপর নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ শিথিল থাকে। ফলে অ্যানায়ন সহজেই ক্যাটায়ন দ্বারা বিকৃত (পোলারায়িত) হতে পারে, কিন্তু ক্যাটায়নের উচ্চ নিউক্লিয়ার আকর্ষণ ও দৃঢ় ইলেকট্রন মেঘের কারণে অ্যানায়ন দ্বারা ক্যাটায়ন পোলারায়িত হতে পারে না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রানুযায়ী,
   প্রথম শক্তিস্তর, X (n = 1)
   দ্বিতীয় শক্তিস্তর, Y (n₁ = 2)
   তৃতীয় শক্তিস্তর, Z (n₂ = 3)

   ইলেকট্রনটি Y স্তর (n₁ = 2) থেকে Z স্তরে (n₂ = 3) স্থানান্তরিত হচ্ছে।

   হাইড্রোজেন পরমাণুর মতো এক-ইলেকট্রন বিশিষ্ট ব্যবস্থার ক্ষেত্রে রিডবার্গ সমীকরণ থেকে পাই:
   1/λ = R_H × [(1 / n₁²) - (1 / n₂²)]
   এখানে,
   রিডবার্গ ধ্রুবক, R_H = 1.09678 × 10⁷ m⁻¹
   n₁ = 2
   n₂ = 3

   সুতরাং,
   1/λ = 1.09678 × 10⁷ × [(1 / 2²) - (1 / 3²)] m⁻¹
   = 1.09678 × 10⁷ × [(1 / 4) - (1 / 9)]
   = 1.09678 × 10⁷ × (5 / 36)
   = 1.5233 × 10⁶ m⁻¹

   শোষিত শক্তির পরিমাণ, ΔE = hν = (h × c) / λ = h × c × (1/λ)
   এখানে,
   প্লাঙ্কের ধ্রুবক, h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s
   আলোর বেগ, c = 3 × 10⁸ m/s

   অতএব,
   ΔE = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s × 3 × 10⁸ m/s × 1.5233 × 10⁶ m⁻¹
   = 3.028 × 10⁻¹⁹ J

   উত্তর: শোষিত শক্তির পরিমাণ 3.028 × 10⁻¹⁹ J (বা প্রায় 3.03 × 10⁻¹⁹ J)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পলির বর্জন নীতি অনুসারে: “একই পরমাণুতে যে কোনো দুটি ইলেকট্রনের চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান কখনো একই হতে পারে না; অন্তত একটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মানে ভিন্নতা থাকবে।”

   উদ্দীপকের চিত্র অনুসারে:
   Y হলো দ্বিতীয় প্রধান শক্তিস্তর (n = 2)
   Z হলো তৃতীয় প্রধান শক্তিস্তর (n = 3)

   প্রশ্নমতে, Y শক্তিস্তরের s অরবিটালে (2s) একটি ইলেকট্রন এবং Z শক্তিস্তরের s অরবিটালে (3s) একটি ইলেকট্রন রয়েছে এবং উভয় ইলেকট্রন একই দিকে ঘুরছে (অর্থাৎ তাদের স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যার মান একই, ধরা যাক s = +½)।

   এখন ইলেকট্রন দুটির কোয়ান্টাম সংখ্যাগুলোর তুলনা করা যাক:
   ১. Y শক্তিস্তরের s অরবিটালের (2s) ইলেকট্রনের জন্য:

   • প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n = 2
   • সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, l = 0 (যেহেতু s অরবিটাল)
   • চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, m = 0
   • স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s = +½

   ২. Z শক্তিস্তরের s অরবিটালের (3s) ইলেকট্রনের জন্য:

   • প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা, n = 3
   • সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, l = 0 (যেহেতু s অরবিটাল)
   • চৌম্বকীয় কোয়ান্টাম সংখ্যা, m = 0
   • স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা, s = +½

   পর্যালোচনা করলে দেখা যায় যে, ইলেকট্রন দুটির জন্য সহকারী (l), চৌম্বকীয় (m) এবং স্পিন (s) কোয়ান্টাম সংখ্যার মান একই হলেও এদের প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যার মানে ভিন্নতা রয়েছে (একটি ইলেকট্রনের n = 2 এবং অপরটির n = 3)।

   যেহেতু ইলেকট্রন দুটির চারটি কোয়ান্টাম সংখ্যার মান এক নয়, অন্তত প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যায় (n) ভিন্নতা রয়েছে, তাই এক্ষেত্রে ইলেকট্রন দুটি পলির বর্জন নীতি সম্পূর্ণরূপে মেনে চলে।