রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ক্রোম্যাটোগ্রাফিতে দ্রাবক ফ্রন্ট কর্তৃক অতিক্রান্ত দূরত্ব এবং উপাদান বা নমুনা কর্তৃক অতিক্রান্ত দূরত্বের অনুপাতকে রিটার্ডেশন ফ্যাক্টর বা Rf (Retention Factor) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   গাঢ় H₂SO₄-এর সাথে পানির সংযোজন একটি তীব্র তাপোৎপাদী বিক্রিয়া। গাঢ় অ্যাসিডে সরাসরি পানি যোগ করলে পানির ঘনত্ব কম হওয়ায় তা অ্যাসিডের উপরিভাগে অবস্থান করে এবং তাৎক্ষণিকভাবে বিপুল পরিমাণ তাপ উৎপন্ন হয়। এই অতিরিক্ত তাপে পানি স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছে বাষ্পীভূত হয় এবং অ্যাসিডের ছিটা চারদিকে ছিটকে এসে মুখমণ্ডল বা ত্বকে মারাত্মক ক্ষতের সৃষ্টি করতে পারে। ফলে দুর্ঘটনা ঘটার তীব্র ঝুঁকি থাকে। তাই গাঢ় H₂SO₄-এ পানি যোগ করা অত্যন্ত অনিরাপদ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে পারমাণবিক সংখ্যা ৬ বিশিষ্ট D মৌলটি হলো কার্বন (C) এবং পারমাণবিক সংখ্যা ৮ বিশিষ্ট F মৌলটি হলো অক্সিজেন (O)। এদের হাইড্রাইডসমূহ যথাক্রমে মিথেন (CH₄) এবং পানি (H₂O)।

   সাধারণ তাপমাত্রায় CH₄ একটি অপোলার সমযোজী যৌগ। কার্বন ও হাইড্রোজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতার পার্থক্য খুব কম (C = 2.5, H = 2.1; পার্থক্য 0.4) হওয়ায় মিথেন অণুতে কোনো পোলারিটি সৃষ্টি হয় না। মিথেন অণুগুলোর মধ্যে কেবল অত্যন্ত দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল কার্যকর থাকে, যা সহজে ভেঙে যায়। ফলে সাধারণ তাপমাত্রায় CH₄ গ্যাসীয় অবস্থায় থাকে।

   অপরদিকে, পানি (H₂O) একটি তীব্র পোলার সমযোজী যৌগ। অক্সিজেন ও হাইড্রোজেনের তড়িৎ ঋণাত্মকতার পার্থক্য অনেক বেশি (O = 3.5, H = 2.1; পার্থক্য 1.4) হওয়ায় পানির অণুতে স্থায়ী ডাইপোল সৃষ্টি হয়। এতে অধিক তড়িৎ ঋণাত্মক অক্সিজেন পরমাণু আংশিক ঋণাত্মক এবং হাইড্রোজেন পরমাণু আংশিক ধনাত্মক চার্জযুক্ত হয়। এর ফলে একটি পানির অণুর হাইড্রোজেন অপর একটি পানির অণুর অক্সিজেনের সাথে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করে অণুসমূহ পরস্পরের সাথে সংঘবদ্ধ (associated) অবস্থায় থাকে। এই শক্তিশালী আকর্ষণ ভাঙতে বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়। ফলে সাধারণ তাপমাত্রায় H₂O তরল অবস্থায় থাকে।

   সুতরাং, আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতির কারণেই কক্ষ তাপমাত্রায় H₂O তরল এবং হাইড্রোজেন বন্ধন না থাকায় দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বলযুক্ত CH₄ গ্যাসীয় হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে দ্বিতীয় পর্যায়ের ৩ থেকে ৮ পারমাণবিক সংখ্যাবিশিষ্ট মৌলগুলোর (Li, Be, B, C, N, O) পারমাণবিক সংখ্যার বিপরীতে আয়নীকরণ শক্তির পরিবর্তন দুটি লেখচিত্রে দেখানো হয়েছে। প্রদর্শিত লেখচিত্র দুটির মধ্যে দ্বিতীয় (ডানের) লেখচিত্রটি সঠিক এবং যথার্থ।

   বিশ্লেষণ:
   সাধারণ নিয়মানুসারে, একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে নিউক্লীয় আধান বৃদ্ধি পায় এবং পরমাণুর আকার হ্রাস পায়। ফলে সর্ববহিঃস্থ স্তরের ইলেকট্রনের প্রতি নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বাড়ে এবং প্রথম আয়নীকরণ শক্তির মান ক্রমাগত বৃদ্ধি পাওয়ার কথা, যা প্রথম লেখচিত্রে সরলরৈখিকভাবে দেখানো হয়েছে। কিন্তু মৌলগুলোর ইলেকট্রন বিন্যাস বিশ্লেষণ করলে দেখা যায় যে এই সাধারণ নিয়মে দুটি ব্যতিক্রম ঘটে:

   ১. B (Be, 4) বনাম C (B, 5):

   • ৪নং মৌল বেরিলিয়ামের (Be) ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s²
   • ৫নং মৌল বোরনের (B) ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p¹
     বেরিলিয়ামের সর্ববহিঃস্থ 2s অরবিটালটি ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ ও অধিক স্থিতিশীল। পক্ষান্তরে, বোরনের সর্ববহিঃস্থ ইলেকট্রনটি অপেক্ষাকৃত উচ্চ শক্তিস্তরের 2p অরবিটালে থাকে, যা অপসারণ করা সহজ। ফলে পারমাণবিক সংখ্যা বেশি হওয়া সত্ত্বেও বোরনের (B) আয়নীকরণ শক্তি বেরিলিয়ামের (Be) চেয়ে কম হয়।

   ২. E (N, 7) বনাম F (O, 8):

   • ৭নং মৌল নাইট্রোজেনের (N) ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹
   • ৮নং মৌল অক্সিজেনের (O) ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p_x² 2p_y¹ 2p_z¹
     হুন্ডের নিয়ম অনুযায়ী অর্ধপূর্ণ p-অরবিটালের (2p³) স্থিতিশীলতা বেশি হওয়ায় নাইট্রোজেনের আয়নীকরণ শক্তি বেশি। অন্যদিকে, অক্সিজেনের 2p_x অরবিটালে দুটি ইলেকট্রন থাকায় ইলেকট্রন-ইলেকট্রন বিকর্ষণ বল কার্যকর হয়, ফলে একটি ইলেকট্রন অপসারণ করা সহজ হয়। তাই অক্সিজেনের (F) আয়নীকরণ শক্তি নাইট্রোজেনের (E) চেয়ে কম হয়।

   প্রথম লেখচিত্রে কোনো ব্যতিক্রম বিবেচনা না করে একটানা বৃদ্ধি দেখানো হয়েছে, যা বাস্তবসম্মত নয়। অপরদিকে দ্বিতীয় লেখচিত্রে Be থেকে B-তে এবং N থেকে O-তে আয়নীকরণ শক্তির হ্রাস সঠিকভাবে উপস্থাপন করা হয়েছে। অতএব, উদ্দীপকে প্রদর্শিত দ্বিতীয় লেখচিত্রটি সঠিক ও যথার্থ।