রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো দুর্বল এসিডের জলীয় দ্রবণে এসিডের বিয়োজন বিক্রিয়ার সাম্যাবস্থা ধ্রুবককে ওই এসিডের বিয়োজন ধ্রুবক (Ka) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   আউফবাউ নীতি অনুসারে, ইলেকট্রন প্রথমে সর্বনিম্ন শক্তি সম্পন্ন অরবিটালে প্রবেশ করে এবং ক্রমান্বয়ে উচ্চ শক্তির অরবিটালে যায়। কোনো অরবিটালের শক্তি নির্ধারিত হয় প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা (n) এবং সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা (l) এর সমষ্টি (n + l) এর মানের ওপর।

   4d অরবিটালের জন্য: n = 4, l = 2; সুতরাং (n + l) = 4 + 2 = 6।
   5s অরবিটালের জন্য: n = 5, l = 0; সুতরাং (n + l) = 5 + 0 = 5।

   যেহেতু 5s অরবিটালের (n + l) এর মান 4d অরবিটাল অপেক্ষা কম, তাই 5s অরবিটালের শক্তি 4d অরবিটালের তুলনায় কম। এজন্য রুবিডিয়ামের (Rb) ৩৭-তম ইলেকট্রনটি অপেক্ষাকৃত নিম্ন শক্তির 5s অরবিটালে আগে প্রবেশ করে, 4d অরবিটালে যায় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ছক অনুযায়ী,
   Q-এর সর্ববহিস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস 2s² 2p², অর্থাৎ মৌলটি কার্বন (₆C)।
   Y-এর সর্ববহিস্থ স্তরের ইলেকট্রন বিন্যাস 3s² 3p⁵, অর্থাৎ মৌলটি ক্লোরিন (₁₇Cl)।
   অতএব, Q এবং Y দ্বারা গঠিত যৌগটি হলো কার্বন টেট্রাক্লোরাইড (CCl₄)।

   CCl₄ যৌগে কেন্দ্রীয় পরমাণু C-এর সংকরণ ব্যাখ্যা:
   স্বাভাবিক অবস্থায় কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   ₆C → 1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pz⁰

   উত্তেজিত অবস্থায় কার্বনের 2s অরবিটাল থেকে একটি ইলেকট্রন ফাঁকা 2pz অরবিটালে স্থানান্তরিত হয়:
   ₆C* → 1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹

   এই অবস্থায় যোজ্যতা স্তরের একটি 's' এবং তিনটি 'p' অরবিটাল পরস্পরের সাথে মিশ্রিত হয়ে সমশক্তি সম্পন্ন চারটি sp³ সংকর অরবিটাল তৈরি করে। এটি sp³ সংকরণ।

   সংকরণে গঠিত চারটি sp³ সংকর অরবিটাল ত্রিমাত্রিক স্থানে একটি সুষম চতুস্তলকের চার কোণার দিকে 109.5° বা 109°28' কোণে বিন্যস্ত থাকে। এরপর প্রতিটি sp³ সংকর অরবিটাল চারটি ক্লোরিন পরমাণুর বিজোড় ইলেকট্রনযুক্ত 3pz অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ ঘটিয়ে চারটি C–Cl সমযোজী সিগমা (σ) বন্ধন গঠন করে। ফলে CCl₄ অণুটি গঠিত হয় এবং এর জ্যামিতিক আকৃতি হয় চতুস্তলকীয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে মৌলগুলো হলো:
   R (3s¹): সোডিয়াম (Na)
   T (3s²): ম্যাগনেসিয়াম (Mg)
   X (3s² 3p¹): অ্যালুমিনিয়াম (Al)
   Y (3s² 3p⁵): ক্লোরিন (Cl)

   অতএব, যৌগগুলো হলো: RY = NaCl, TY₂ = MgCl₂ এবং XY₃ = AlCl₃। এদের মধ্যে বিদ্যমান ক্যাটায়নসমূহ যথাক্রমে Na⁺, Mg²⁺ ও Al³⁺ এবং সবার ক্ষেত্রে সাধারণ অ্যানায়ন হলো Cl⁻।

   ফাজানের নীতি অনুসারে, কোনো আয়নিক যৌগের ক্যাটায়নের পোলারায়ন ক্ষমতা যত বেশি হয়, যৌগটিতে অ্যানায়নের ইলেকট্রন মেঘ তত বেশি বিকৃত হয় এবং যৌগে সমযোজী বৈশিষ্ট্য তত বৃদ্ধি পায়। ফাজানের পোলারায়ন নীতি অনুযায়ী:
   ১. ক্যাটায়নের চার্জ যত বৃদ্ধি পায়, পোলারায়ন তত বেশি ঘটে।
   ২. ক্যাটায়নের আকার যত ছোট হয়, তার পোলারায়ন ক্ষমতা তত বৃদ্ধি পায়।

   ক্যাটায়ন তিনটির (Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺) ক্ষেত্রে:

   • চার্জের পরিমাণ: Na⁺ (+1) < Mg²⁺ (+2) < Al³⁺ (+3)
   • যেহেতু এরা একই পর্যায়ের (৩য় পর্যায়) মৌলের আয়ন এবং এদের প্রত্যেকেরই ইলেকট্রন সংখ্যা সমপরিমাণ (১০টি বা আইসোইলেকট্রনিক), তাই নিউক্লিয়াসের ধনাত্মক চার্জ বৃদ্ধির সাথে সাথে এদের আকার ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়। অর্থাৎ আকারের ক্রম: Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺।

   সুতরাং, চার্জ বৃদ্ধি এবং আকার হ্রাসের কারণে ক্যাটায়নসমূহের পোলারায়ন ক্ষমতার ক্রম হবে:
   Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺

   ক্যাটায়নের পোলারায়ন ক্ষমতা বৃদ্ধির ফলে ক্লোরাইড অ্যানায়নের ইলেকট্রন মেঘের বিকৃতি সবচেয়ে বেশি ঘটবে Al³⁺ দ্বারা এবং সবচেয়ে কম ঘটবে Na⁺ দ্বারা। এর ফলে AlCl₃ সবচেয়ে বেশি সমযোজী এবং NaCl সবচেয়ে কম সমযোজী (বা সবচেয়ে বেশি আয়নিক) হবে।

   অতএব, যৌগসমূহের সমযোজী বৈশিষ্ট্যের সঠিক ক্রম:
   NaCl < MgCl₂ < AlCl₃
   বা, RY < TY₂ < XY₃।