রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব বহু-দন্তী (polydentate) লিগ্যান্ড একই ধাতব আয়ন বা পরমাণুর সাথে দুই বা ততোধিক সন্নিবেশ বন্ধনের মাধ্যমে যুক্ত হয়ে বলয় বা চক্রাকার জটিল যৌগ গঠন করে, তাদেরকে কিলেটিং এজেন্ট বা কিলেট লিগ্যান্ড বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো উভমুখী রাসায়নিক বিক্রিয়া সাম্যাবস্থায় পৌঁছালে আপাতদৃষ্টিতে বিক্রিয়াটি থেমে গেছে বলে মনে হলেও প্রকৃতপক্ষে বিক্রিয়াটি বন্ধ হয় না। এ অবস্থায় সম্মুখমুখী বিক্রিয়ার বেগ এবং বিপরীতমুখী বিক্রিয়ার বেগ সমান থাকে। অর্থাৎ যে হারে বিক্রিয়ক থেকে উৎপাদ উৎপন্ন হয়, ঠিক একই হারে উৎপাদ বিক্রিয়া করে বিক্রিয়কে রূপান্তরিত হয়। বিক্রিয়াটি সর্বদা উভয় দিকে সমগতিতে চলতে থাকে বলেই রাসায়নিক সাম্যাবস্থা একটি গতিশীল অবস্থা।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী, পর্যায় সারণির ৪র্থ পর্যায়ের গ্রুপ ৮-এর মৌল $L$ হলো আয়রন ($Fe$) এবং ৩য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৭-এর মৌল $Y$ হলো ক্লোরিন ($Cl$)। ফলে $LY_2$ হলো $FeCl_2$ এবং $LY_3$ হলো $FeCl_3$।

   ফাজানের নীতি অনুসারে, ক্যাটায়নের আকার যত ছোট এবং চার্জের পরিমাণ যত বেশি হয়, অ্যানায়নের পোলারায়ন তত বেশি ঘটে এবং যৌগটির সমযোজী বৈশিষ্ট্য তত বৃদ্ধি পায়।

   $FeCl_2$ এবং $FeCl_3$ যৌগে ক্যাটায়নদ্বয় যথাক্রমে $Fe^{2+}$ এবং $Fe^{3+}$। উভয় ক্ষেত্রে অ্যানায়ন একই ($Cl^-$)। কিন্তু $Fe^{2+}$ অপেক্ষা $Fe^{3+}$-এর ধনাত্মক চার্জ বেশি এবং কার্যকর নিউক্লিয়ার চার্জ বেশি হওয়ায় এর আকার $Fe^{2+}$-এর চেয়ে ছোট। ফলে ক্যাটায়নের চার্জ ঘনত্ব $Fe^{3+}$ আয়নে অনেক বেশি থাকে, যার কারণে $Fe^{3+}$ আয়ন $Cl^-$ অ্যানায়নের ইলেকট্রন মেঘকে $Fe^{2+}$ আয়নের তুলনায় অধিক মাত্রায় বিকৃত বা পোলারায়িত করে।

   অধিক পোলারায়নের কারণে $FeCl_3$ যৌগে অ্যানায়নের ইলেকট্রন মেঘ ক্যাটায়নের দিকে বেশি শেয়ারিং লাভ করে, যার ফলে $LY_3$ ($FeCl_3$) যৌগটি $LY_2$ ($FeCl_2$) অপেক্ষা অধিক সমযোজী প্রকৃতির হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, ৪র্থ পর্যায়ের গ্রুপ ১১-এর মৌল $M$ হলো কপার ($Cu$) এবং গ্রুপ ১৭-এর মৌল $Y$ হলো ক্লোরিন ($Cl$)। সুতরাং জটিল যৌগ দুটি হলো যথাক্রমে $[Cu(NH_3)_2]Cl$ এবং $[Cu(NH_3)_4]Cl_2$।

   ১. $[Cu(NH_3)_2]Cl$ যৌগে:
   এখানে কপারের জারণ অবস্থা $+1$।
   $Cu$ (29) এর ইলেকট্রন বিন্যাস: $[Ar] 3d^{10} 4s^1$
   অতএব, $Cu^+$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস: $[Ar] 3d^{10} 4s^0$
   যেহেতু $Cu^+$ আয়নের d-অরবিটাল সম্পূর্ণ পূর্ণ ($d^{10}$), তাই এতে কোনো অযুগ্ম ইলেকট্রন নেই এবং d-d ইলেকট্রন স্থানান্তর (d-d transition) ঘটা সম্ভব নয়। দৃশ্যমান আলো থেকে কোনো আলো শোষিত না হওয়ায় যৌগটি বর্ণহীন হবে।

   ২. $[Cu(NH_3)_4]Cl_2$ যৌগে:
   এখানে কপারের জারণ অবস্থা $+2$।
   $Cu^{2+}$ এর ইলেকট্রন বিন্যাস: $[Ar] 3d^9 4s^0$
   এখানে $Cu^{2+}$ আয়নের d-অরবিটাল অপূর্ণ ($d^9$) এবং একটি অযুগ্ম ইলেকট্রন বিদ্যমান। লিগ্যান্ডের ($NH_3$) প্রভাবে d-অরবিটালগুলো দুটি ভিন্ন শক্তিস্তরে (crystal field splitting) বিভক্ত হয়। ফলে অপূর্ণ d-অরবিটালের ইলেকট্রন দৃশ্যমান আলোর নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে নিম্ন শক্তিস্তর থেকে উচ্চ শক্তিস্তরে উন্নীত হতে পারে (d-d রূপান্তর ঘটে)। শোষিত বর্ণের সম্পূরক বর্ণ হিসেবে যৌগটি গাঢ় নীল বর্ণ প্রদর্শন করে।

   অতএব, যৌগ দুটির মধ্যে $[Cu(NH_3)_4]Cl_2$ রঙিন হবে।