রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ চৌম্বকীয় বিকিরণসমূহকে তাদের তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা কম্পাঙ্কের ক্রম অনুসারে সাজালে যে বিন্যাস বা বর্ণালি পাওয়া যায়, তাকে তড়িৎ চৌম্বকীয় বর্ণালি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   Na₂CO₃ হলো একটি তীব্র ক্ষার (NaOH) এবং মৃদু এসিড (H₂CO₃)-এর বিক্রিয়ায় উৎপন্ন লবণ।

   জলীয় দ্রবণে Na₂CO₃ আর্দ্রবিশ্লেষিত হয়ে তীব্র ক্ষার সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) এবং মৃদু এসিড কার্বনিক এসিড (H₂CO₃) উৎপন্ন করে:
   Na₂CO₃ + 2H₂O ⇌ 2NaOH + H₂CO₃
   বা আয়নীয় সমীকরণ অনুসারে:
   CO₃²⁻ + 2H₂O ⇌ H₂CO₃ + 2OH⁻

   উৎপন্ন NaOH জলীয় দ্রবণে সম্পূর্ণরূপে আয়নিত হয়ে প্রচুর পরিমাণে হাইড্রক্সিল আয়ন (OH⁻) দান করে, কিন্তু মৃদু এসিড H₂CO₃ সামান্য পরিমাণে আয়নিত হয়। ফলে দ্রবণে H⁺ আয়নের তুলনায় OH⁻ আয়নের আধিক্য ঘটে। এই কারণে Na₂CO₃-এর জলীয় দ্রবণ ক্ষারধর্মী হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুযায়ী, ২য় পর্যায় এবং ১৬ নম্বর গ্রুপের মৌল 'M' হলো অক্সিজেন (O)। অক্সিজেনের হাইড্রাইডটি হলো পানি (H₂O)।

   অক্সিজেনের ইলেকট্রন বিন্যাস: ₈O = 1s² 2s² 2p_x² 2p_y¹ 2p_z¹।
   H₂O অণু গঠনের সময় অক্সিজেন পরমাণুর যোজ্যতা স্তরের একটি 's' এবং তিনটি 'p' অরবিটালের মিশ্রণে চারটি সমতুল্য sp³ সংকরিত অরবিটাল গঠিত হয়।

   এই চারটি sp³ সংকর অরবিটালের মধ্যে দুটিতে একজোড়া করে নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড় (lone pair) থাকে এবং বাকি দুটি সংকর অরবিটালে একটি করে বিজোড় ইলেকট্রন থাকে। এই বিজোড় ইলেকট্রনযুক্ত দুটি sp³ সংকর অরবিটাল দুটি হাইড্রোজেন পরমাণুর 1s অরবিটালের সাথে মুখোমুখি অধিক্রমণ করে দুটি সমযোজী সিগমা (σ) বন্ধন গঠন করে।

   sp³ সংকরণ অনুযায়ী পানির অণুর আকৃতি চতুস্তলকীয় এবং বন্ধন কোণ ১০৯.৫° হওয়ার কথা ছিল। কিন্তু VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) তত্ত্ব অনুসারে, নিঃসঙ্গ জোড়-নিঃসঙ্গ জোড় বিকর্ষণ নিঃসঙ্গ জোড়-বন্ধন জোড় বিকর্ষণের চেয়ে বেশি (lp-lp > lp-bp > bp-bp)। অক্সিজেনের দুটি নিঃসঙ্গ ইলেকট্রন জোড়ের তীব্র বিকর্ষণের কারণে H-O-H বন্ধন কোণ হ্রাস পেয়ে ১০৪.৫° হয় এবং অণুটির জ্যামিতিক আকৃতি কৌণিক বা উল্টানো 'V' আকারের (bent/angular) হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের মৌল তিনটি হলো পর্যায়-২ এর:

   • গ্রুপ ১৩ এর Q হলো বোরন (B, Z=5)
   • গ্রুপ ১৫ এর R হলো নাইট্রোজেন (N, Z=7)
   • গ্রুপ ১৬ এর M হলো অক্সিজেন (O, Z=8)

   উদ্দীপকের মৌলগুলোর আয়নীকরণ শক্তির ক্রম এবং ইলেকট্রন আসক্তির ক্রম একই হবে না। নিম্নে তা যুক্তিসহ বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. আয়নীকরণ শক্তির ক্রম:
   পর্যায় সারণির একই পর্যায়ে বাম থেকে ডানে গেলে পরমাণুর আকার হ্রাস পায় এবং নিউক্লিয়াসের আকর্ষণ বৃদ্ধির কারণে আয়নীকরণ শক্তি বৃদ্ধি পায়। তবে অর্ধপূর্ণ বা পূর্ণ অরবিটালের বিশেষ স্থিতিশীলতার কারণে ব্যতিক্রম দেখা যায়।

   • B এর ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p¹
   • N এর ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p³
   • O এর ইলেকট্রন বিন্যাস: 1s² 2s² 2p⁴
     এখানে নাইট্রোজেনের 2p অরবিটাল অর্ধপূর্ণ (2p³) হওয়ায় এটি অতিরিক্ত সুস্থিত। ফলে নাইট্রোজেন থেকে ইলেকট্রন অপসারণ করতে অক্সিজেনের চেয়ে বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়।
     অতএব, আয়নীকরণ শক্তির সঠিক ক্রম: B < O < N (বা, Q < M < R)।

   ২. ইলেকট্রন আসক্তির ক্রম:
   একই পর্যায়ে সাধারণত বাম থেকে ডানে ইলেকট্রন আসক্তি বৃদ্ধি পায়।

   • নাইট্রোজেনের 2p সাবশেলটি অর্ধপূর্ণ (2p³) হওয়ায় এটি অত্যন্ত স্থিতিশীল। তাই নাইট্রোজেনের অতিরিক্ত ইলেকট্রন গ্রহণের প্রবণতা খুবই কম (প্রকৃতপক্ষে প্রায় শূন্য)।
   • অন্যদিকে বোরনে একটি ইলেকট্রন যুক্ত হয়ে 2p² হয় এবং অক্সিজেনে ইলেকট্রন যুক্ত হয়ে 2p⁵ হয়। অক্সিজেনের আকার ছোট ও কার্যকর নিউক্লিয়ার চার্জ বেশি হওয়ায় এর নতুন ইলেকট্রনের প্রতি আকর্ষণ বোরন ও নাইট্রোজেন উভয়ের তুলনায় অনেক বেশি।
     অতএব, ইলেকট্রন আসক্তির সঠিক ক্রম: N < B < O (বা, R < Q < M)।

   সুতরাং, দেখা যাচ্ছে যে আয়নীকরণ শক্তির ক্রম (B < O < N) এবং ইলেকট্রন আসক্তির ক্রম (N < B < O) সম্পূর্ণ ভিন্ন। তাই মৌলগুলোর এই দুটি বৈশিষ্ট্যের ক্রম একই হবে না।