রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব রাসায়নিক পদার্থ খাদ্যের লিপিড বা চর্বিজাতীয় উপাদানের জারণক্রিয়া রোধ বা বিলম্বিত করে খাদ্যের গুণগত মান অক্ষুণ্ণ রাখে, তাদেরকে এন্টিঅক্সিডেন্ট বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   খাদ্য সংরক্ষণে খাদ্যলবণ (NaCl) প্রধানত অভিস্রবণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কাজ করে। খাদ্যবস্তুতে পর্যাপ্ত পরিমাণে লবণ যোগ করলে একটি উচ্চ ঘনমাত্রার বহিঃস্থ দ্রবণ তৈরি হয়। এর ফলে খাদ্যদ্রব্যে থাকা অণুজীব বা ব্যাকটেরিয়ার কোষ থেকে বহিঃঅভিস্রবণ (Exosmosis) প্রক্রিয়ায় পানি বের হয়ে আসে, যাকে প্লাজমোলাইসিস বলে। পানির অভাবে জীবাণুর কোষ সংকুচিত হয়ে পড়ে এবং বিপাকীয় ক্রিয়া বন্ধ হয়ে তা নিষ্ক্রিয় বা ধ্বংস হয়ে যায়। এছাড়া লবণ খাদ্যবস্তু থেকে আর্দ্রতা দূর করে পানির সক্রিয়তা কমিয়ে অণুজীবের বৃদ্ধি ও এনজাইমের ক্ষতিকর বিক্রিয়া রোধ করে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ১নং যৌগটি হলো কার্বন টেট্রাক্লোরাইড ($CCl_4$)। এর কেন্দ্রীয় পরমাণু কার্বন ($C$)।

   স্বাভাবিক অবস্থায় কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   $C(6) = 1s^2 \ 2s^2 \ 2p_x^1 \ 2p_y^1 \ 2p_z^0$

   উত্তেজিত অবস্থায় কার্বনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   $C^*(6) = 1s^2 \ 2s^1 \ 2p_x^1 \ 2p_y^1 \ 2p_z^1$

   উত্তেজিত অবস্থায় কার্বনের যোজ্যতা স্তরের একটি $2s$ এবং তিনটি $2p$ অরবিটালের মধ্যে সংমিশ্রণ ঘটে সমশক্তির চারটি $sp^3$ সংকর অরবিটাল সৃষ্টি হয়।

   ক্লোরিনের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   $Cl(17) = 1s^2 \ 2s^2 \ 2p^6 \ 3s^2 \ 3p_x^2 \ 3p_y^2 \ 3p_z^1$

   কার্বনের চারটি সমতুল্য $sp^3$ সংকর অরবিটালের প্রতিটি একটি করে ইলেকট্রন ধারণ করে এবং তারা ক্লোরিন পরমাণুর অযুগ্ম ইলেকট্রনবিশিষ্ট $3p_z$ অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ ঘটিয়ে চারটি সমযোজী সিগমা ($\sigma$) বন্ধন ($C-Cl$) গঠন করে।

   যেহেতু কার্বনের কোনো নিঃসঙ্গ বা মুক্তজোড় ইলেকট্রন নেই এবং চারটিই বন্ধনজোড় (bp) ইলেকট্রন, তাই VSEPR তত্ত্ব অনুসারে বিকর্ষণ সর্বনিম্ন রাখার জন্য সংকর অরবিটালগুলো মহাশূন্যে চতুস্তলকের চারটি শীর্ষবিন্দুর দিকে নির্দেশিত থাকে। ফলে $CCl_4$ অণুর জ্যামিতিক গঠন হয় সুষম চতুস্তলকীয় (Tetrahedral) এবং এর $Cl-C-Cl$ বন্ধন কোণের মান হয় ১০৯.৫° বা ১০৯°২৮'।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের ২নং যৌগটি হলো অ্যামোনিয়া ($NH_3$) এবং ৩নং যৌগটি হলো পানি ($H_2O$)। উভয় যৌগের কেন্দ্রীয় পরমাণুর সংকরায়ণ একই ($sp^3$) হওয়া সত্ত্বেও মুক্তজোড় ইলেকট্রনের সংখ্যার ভিন্নতার কারণে এদের বন্ধন কোণ ভিন্ন হয়।

   ১. কেন্দ্রীয় পরমাণুর সংকরায়ণ:
   $NH_3$-এর কেন্দ্রীয় পরমাণু নাইট্রোজেন ($N$) এবং $H_2O$-এর কেন্দ্রীয় পরমাণু অক্সিজেন ($O$)-এর যোজ্যতাস্থরে ৪টি করে অরবিটাল মিশ্রিত হয়ে $sp^3$ সংকরায়ণ ঘটায়। সাধারণ নিয়মে $sp^3$ সংকরায়িত যৌগের আকৃতি চতুস্তলকীয় এবং বন্ধন কোণ ১০৯.৫° হওয়ার কথা।

   ২. VSEPR তত্ত্বের প্রভাব:
   যোজ্যতান্তরের ইলেকট্রনজোড় বিকর্ষণ (VSEPR) তত্ত্ব অনুযায়ী, বিভিন্ন ইলেকট্রনজোড়ের বিকর্ষণ ক্ষমতার ক্রম হলো:
   মুক্তজোড়-মুক্তজোড় (lp-lp) > মুক্তজোড়-বন্ধনজোড় (lp-bp) > বন্ধনজোড়-বন্ধনজোড় (bp-bp)।

   ৩. $NH_3$ অণুর ক্ষেত্রে:
   $NH_3$ অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণু নাইট্রোজেনে একটি মুক্তজোড় (lp) এবং তিনটি বন্ধনজোড় (bp) ইলেকট্রন থাকে। এখানে একটি lp-bp বিকর্ষণের কারণে তিনটি $N-H$ বন্ধনজোড় পরস্পর কাছাকাছি চলে আসে। ফলে বন্ধন কোণ স্বাভাবিক ১০৯.৫° থেকে হ্রাস পেয়ে ১০৭° হয় এবং যৌগটির আকৃতি চতুস্তলকীয় না হয়ে ত্রিকোণাকার পিরামিডীয় হয়।

   ৪. $H_2O$ অণুর ক্ষেত্রে:
   $H_2O$ অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণু অক্সিজেনে দুটি মুক্তজোড় (lp) এবং দুটি বন্ধনজোড় (bp) ইলেকট্রন থাকে। এখানে দুটি মুক্তজোড়ের মধ্যে তীব্র lp-lp বিকর্ষণ ঘটে, যা পরবর্তীতে lp-bp বিকর্ষণকে আরও বাড়িয়ে দেয়। ফলে $O-H$ বন্ধনজোড় দুটি আরও সংকুচিত হয়ে কাছাকাছি আসে এবং বন্ধন কোণ আরও হ্রাস পেয়ে ১০৪.৫° তে নেমে আসে। এর ফলে $H_2O$ অণুর আকৃতি হয় কৌণিক বা উল্টানো 'V' আকারের।

   অতএব, কেন্দ্রীয় পরমাণুর সংকরায়ণ এক হওয়া সত্ত্বেও কেন্দ্রীয় পরমাণুতে উপস্থিত মুক্তজোড় ইলেকট্রনের সংখ্যার ভিন্নতা এবং তাদের বিকর্ষণের তীব্রতার তারতম্যের কারণেই ২নং ($NH_3$) ও ৩নং ($H_2O$) যৌগের বন্ধন কোণ ভিন্ন হয়।