রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমযোজী বন্ধনে আবদ্ধ দুটি পরমাণুর শেয়ারকৃত ইলেকট্রন যুগলকে নিজের দিকে আকর্ষণ করার আপেক্ষিক ক্ষমতাকে তড়িৎ ঋণাত্মকতা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব d-ব্লক মৌলের কোনো সুস্থিত আয়নের ইলেকট্রন বিন্যাসে d-অরবিটাল আংশিক পূর্ণ থাকে (d¹⁻⁹), তাদেরকে অবস্থান্তর মৌল বলে।

   ক্রোমিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা ২৪ এবং এর ইলেকট্রন বিন্যাস:
   Cr (24) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹

   ক্রোমিয়ামের সাধারণ সুস্থিত আয়ন হলো Cr³⁺। এর ইলেকট্রন বিন্যাস লক্ষ্য করলে দেখা যায়:
   Cr³⁺ = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³

   যেহেতু Cr³⁺ আয়নের d-অরবিটালে ৩টি ইলেকট্রন বিদ্যমান অর্থাৎ d-অরবিটালটি আংশিক পূর্ণ (d¹⁻⁹ এর মধ্যে), তাই ক্রোমিয়াম (Cr) একটি অবস্থান্তর মৌল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ১ নং লেখচিত্রে পারমাণবিক সংখ্যা ১১ বিশিষ্ট মৌল A হলো সোডিয়াম (Na) এবং পারমাণবিক সংখ্যা ১৭ বিশিষ্ট মৌল B হলো ক্লোরিন (Cl)। উভয় মৌলই পর্যায় সারণির ৩য় পর্যায়ের অন্তর্ভুক্ত।

   পরমাণুর আকারের তুলনা:
   একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে প্রধান শক্তিস্তরের সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে, কিন্তু নিউক্লিয়াসে প্রোটন সংখ্যা এবং সর্ববহিঃস্থ স্তরে ইলেকট্রন সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। ফলে কার্যকর নিউক্লীয় চার্জ বৃদ্ধি পেয়ে বহিঃস্থ ইলেকট্রনের প্রতি নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বেড়ে যায়। এর ফলে পরমাণুর আকার সংকুচিত হয়। Na (A) পর্যায় ৩ এর শুরুতে (গ্রুপ ১) এবং Cl (B) ডানদিকে (গ্রুপ ১৭) অবস্থিত হওয়ায় সোডিয়ামের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ ক্লোরিনের চেয়ে বড়। অর্থাৎ, A এর আকার B অপেক্ষা বড়।

   সুস্থিত আয়নের আকারের তুলনা:
   সোডিয়াম (A) এর সুস্থিত আয়ন হলো Na⁺ (ক্যাটায়ন) এবং ক্লোরিন (B) এর সুস্থিত আয়ন হলো Cl⁻ (অ্যানায়ন)।

   • সোডিয়াম পরমাণু তার ৩য় শক্তিস্তরের একটি ইলেকট্রন ত্যাগ করে Na⁺ আয়নে পরিণত হলে তার পুরো ৩য় শক্তিস্তর বিলুপ্ত হয়। Na⁺ আয়নের মাত্র ২টি শক্তিস্তর থাকে (ইলেকট্রন বিন্যাস: 2, 8)।
   • অন্যদিকে, ক্লোরিন পরমাণু একটি ইলেকট্রন গ্রহণ করে Cl⁻ আয়নে পরিণত হলে এর ৩টি শক্তিস্তরই অক্ষুণ্ণ থাকে (ইলেকট্রন বিন্যাস: 2, 8, 8)। অধিকন্তু, অতিরিক্ত ইলেকট্রন প্রবেশের কারণে ইলেকট্রন-ইলেকট্রন বিকর্ষণ বৃদ্ধি পেয়ে অ্যানায়নের আকার পরমাণুর চেয়েও বৃদ্ধি পায়।

   যেহেতু Na⁺ আয়নে ২টি প্রধান শক্তিস্তর এবং Cl⁻ আয়নে ৩টি প্রধান শক্তিস্তর বিদ্যমান, তাই Na⁺ আয়নের আকার Cl⁻ আয়ন অপেক্ষা ক্ষুদ্রতর হয়। অর্থাৎ, A এর সুস্থিত আয়নের আকার B এর সুস্থিত আয়ন অপেক্ষা ছোট।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্র-১ হলো পর্যায় সারণির ৩য় পর্যায়ের মৌলসমূহের (Na থেকে Cl) এবং চিত্র-২ হলো একই গ্রুপের ক্ষার ধাতুসমূহের (Li, Na, K, Rb) গলনাঙ্কের পরিবর্তন নির্দেশক লেখচিত্র। উভয় লেখচিত্রের প্রকৃতির ভিন্নতার কারণ নিম্নে ব্যাখ্যা করা হলো:

   চিত্র-১ এর প্রকৃতি (পর্যায়ভিত্তিক পরিবর্তন):
   ৩য় পর্যায়ের মৌলসমূহের বন্ধনের প্রকৃতি ও গঠন কাঠামো ভিন্ন ভিন্ন হওয়ায় এদের গলনাঙ্কের পরিবর্তন অনিয়মিত বা আঁকাবাঁকা:
   ১. Na, Mg, Al: এগুলো ধাতব বন্ধন দ্বারা গঠিত। Na থেকে Al-এ যাওয়ার সাথে সাথে ধাতব ক্যাটায়নের চার্জ বৃদ্ধি পায় এবং আকার হ্রাস পায়, ফলে ধাতব বন্ধনের দৃঢ়তা বাড়ে এবং গলনাঙ্ক ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়।
   ২. Si (পারমাণবিক সংখ্যা ১৪): সিলিকন একটি অপধাতু এবং এটি শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন দ্বারা বিশালাকার পলিমারিক কেলাস (Giant Covalent Structure) গঠন করে। এই বিশাল কেলাস ভাঙতে প্রচুর তাপশক্তির প্রয়োজন হয়, ফলে এর গলনাঙ্ক সর্বাধিক হয়।
   ৩. P₄, S₈, Cl₂: এগুলো অপোলার সমযোজী অণু, যাদের মধ্যে দুর্বল ভ্যান ডার ওয়ালস বল কার্যকর থাকে। অণুর আণবিক ভর ও আকারের ওপর ভিত্তি করে ভ্যান ডার ওয়ালস বলের তীব্রতা নির্ধারিত হয়। সালফারের (S₈) আণবিক আকার ফসফরাস (P₄) ও ক্লোরিন (Cl₂) অপেক্ষা বড় হওয়ায় এর গলনাঙ্ক তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে, যার কারণে Si এর পর গলনাঙ্ক হঠাৎ হ্রাস পেয়ে আবার সামান্য বৃদ্ধি পায় এবং Cl₂-তে আরও কমে যায়।

   চিত্র-২ এর প্রকৃতি (গ্রুপভিত্তিক পরিবর্তন):
   গ্রুপ-১ এর মৌলগুলো (Li, Na, K, Rb) হলো ক্ষার ধাতু। এদের স্ফটিক কাঠামো একই ধরনের এবং এদের পরমাণুগুলোর মধ্যে ধাতব বন্ধন বিদ্যমান। একই গ্রুপে উপর থেকে নিচে নামার সাথে সাথে নতুন শক্তিস্তর যুক্ত হওয়ার কারণে পারমাণবিক আকার বৃদ্ধি পায়। পরমাণুর আকার বড় হওয়ার ফলে ধনাত্মক ধাতব আয়নের সাথে সঞ্চারণশীল ইলেকট্রনের আকর্ষণ বল হ্রাস পায়, যার কারণে ধাতব বন্ধন ক্রমান্বয়ে দুর্বল হয়ে পড়ে। ফলে গ্রুপ বরাবর উপর থেকে নিচে গলনাঙ্ক ধারাবাহিকভাবে হ্রাস পায়, যা একটি মসৃণ নিম্নগামী সরলরেখার ন্যায় রূপ ধারণ করে।

   অতএব, বন্ধন প্রকৃতি ও কেলাস গঠনের ভিন্নতার কারণে চিত্র-১ এ গলনাঙ্ক অনিয়মিতভাবে পরিবর্তিত হয়েছে, অন্যদিকে ধাতব বন্ধনের শক্তির ধারাবাহিক হ্রাসের কারণে চিত্র-২ এ গলনাঙ্ক নিয়মিতভাবে হ্রাস পেয়েছে।