রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পর্যায় সারণির গ্রুপ-১ এর হাইড্রোজেন ব্যতীত বাকি মৌলসমূহ ($Li$, $Na$, $K$, $Rb$, $Cs$, $Fr$), যা পানির সাথে বিক্রিয়া করে তীব্র ক্ষার এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে, তাদেরকে ক্ষার ধাতু বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় $NaCl$-এর দ্রাব্যতা ৩৬ বলতে বোঝায় যে, ঐ তাপমাত্রায় ১০০ গ্রাম পানিতে সর্বাধিক ৩৬ গ্রাম $NaCl$ দ্রবীভূত হয়ে একটি সম্পৃক্ত দ্রবণ তৈরি করতে পারে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী, ২য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৭-এর মৌল A হলো ফ্লোরিন ($F$) এবং ৩য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৭-এর মৌল C হলো ক্লোরিন ($Cl$)।

   সাধারণভাবে একই গ্রুপের ওপর থেকে নিচে নামলে পরমাণুর আকার বৃদ্ধির কারণে ইলেকট্রন আসক্তি হ্রাস পায়। সেই হিসেবে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন আসক্তি ক্লোরিনের চেয়ে বেশি হওয়ার কথা ছিল; কিন্তু বাস্তবে ক্লোরিনের (C) ইলেকট্রন আসক্তি ফ্লোরিনের (A) চেয়ে বেশি। এর কারণ নিম্নরূপ:

   ১. ফ্লোরিন পরমাণুর আকার অত্যন্ত ক্ষুদ্র। এর বহিঃস্থ স্তরটি ২য় শক্তিস্তর ($2s^2 2p^5$), যার আয়তন খুবই কম হওয়ায় এর সাতটি যোজ্যতা ইলেকট্রনের ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব অনেক বেশি থাকে।

   ২. ফলে কোনো নতুন ইলেকট্রন ফ্লোরিনের যোজ্যতা স্তরে প্রবেশ করতে গেলে বিদ্যমান ইলেকট্রনগুলোর দ্বারা তীব্র ইলেকট্রন-ইলেকট্রন বিকর্ষণের সম্মুখীন হয়। এই আন্তঃইলেকট্রনীয় বিকর্ষণের কারণে ফ্লোরিনের ইলেকট্রন গ্রহণের আগ্রহ কিছুটা হ্রাস পায়।

   ৩. পক্ষান্তরে ক্লোরিনের সর্ববহিস্থ স্তরটি ৩য় শক্তিস্তর ($3s^2 3p^5$)। ক্লোরিনের আকার ফ্লোরিন অপেক্ষা বড় হওয়ায় এর ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব তুলনামূলকভাবে অনেক কম। ফলে আগত ইলেকট্রন কোনো উল্লেখযোগ্য বিকর্ষণের মুখোমুখি না হয়ে সহজেই যুক্ত হতে পারে এবং অধিক পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়।

   এ কারণে C (ক্লোরিন)-এর ইলেকট্রন আসক্তি A (ফ্লোরিন) অপেক্ষা বেশি হয় (Cl এর ইলেকট্রন আসক্তি -৩৪৯ kJ/mol এবং F এর -৩২৮ kJ/mol)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী, B হলো ৩য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৩-এর মৌল অ্যালুমিনিয়াম ($Al$) এবং C হলো ৩য় পর্যায়ের গ্রুপ ১৭-এর মৌল ক্লোরিন ($Cl$)। সুতরাং $BC_3$ যৌগটি হলো অ্যালুমিনিয়াম ট্রাইক্লোরাইড ($AlCl_3$)।

   তাপ প্রয়োগে $AlCl_3$-এর ভৌত অবস্থার পরিবর্তন (কঠিন থেকে সরাসরি গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তর তথা ঊর্ধ্বপাতন) ঘটে। এর কারণ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. কঠিন অবস্থায় ডাইমার গঠন: সাধারণ তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়ামের অষ্টক অপূর্ণ থাকায় এটি স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য সন্নিবেশ বন্ধনের মাধ্যমে ডাইমার ($Al_2Cl_6$) হিসেবে গঠিত হয়। কঠিন অবস্থায় অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইডের কেলাস জালিতে আংশিক আয়নিক ও সমযোজী বৈশিষ্ট্য থাকে এবং অণুগুলোর মধ্যে তুলনামূলকভাবে দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বল কাজ করে।

   ২. তাপ প্রয়োগে আচরণ ও ঊর্ধ্বপাতন: কঠিন $Al_2Cl_6$-কে তাপ প্রয়োগ করলে প্রায় ১৮০°C তাপমাত্রায় অণুগুলোর মধ্যকার দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল দ্রুত ভেঙে যায়। ফলে এটি তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে বা গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তরিত হয়। অর্থাৎ $AlCl_3$ একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ।

   ৩. অধিক তাপমাত্রায় বিযোজন: তাপমাত্রা আরও বৃদ্ধি করলে (প্রায় ৪০০°C এর উপরে) ডাইমার অণু ($Al_2Cl_6$) বিয়োজিত হয়ে ত্রিকোণীয় সমতলীয় মনোমার $AlCl_3$ গ্যাসে পরিণত হয়:
   $Al_2Cl_6(s) \xrightarrow{\Delta} Al_2Cl_6(g) \xrightarrow{\Delta > 400^\circ C} 2AlCl_3(g)$

   অতএব, দুর্বল আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল এবং সমযোজী ডাইমার গঠনের বৈশিষ্ট্যের কারণেই তাপ প্রয়োগে $BC_3$ ($AlCl_3$) কঠিন অবস্থা থেকে সরাসরি গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তরিত হয়।