রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমশক্তি সম্পন্ন বিভিন্ন অরবিটালে ইলেকট্রনগুলো এমনভাবে প্রবেশ করে যেন তারা সর্বাধিক সংখ্যায় অযুগ্ম বা বিজোড় অবস্থায় থাকতে পারে এবং এই বিজোড় ইলেকট্রনগুলোর স্পিন একইমুখী বা একমুখী হয়। এটিই হুন্ডের নীতি।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   HF এবং HI-এর মধ্যে HI অধিক শক্তিশালী অম্ল।

   হ্যালোজেন এসিডগুলোর (HX) অম্লত্ব মূলত তাদের বন্ধন শক্তির ওপর নির্ভরশীল। ফ্লোরিন (F) থেকে আয়োডিনের (I) পারমাণবিক আকার বৃদ্ধি পাওয়ার কারণে H-I বন্ধনের দৈর্ঘ্য H-F বন্ধনের দৈর্ঘ্যের তুলনায় অনেক বেশি। বন্ধন দৈর্ঘ্য বেশি হওয়ায় H-I বন্ধন বিয়োজন শক্তি H-F এর চেয়ে অনেক কম। ফলে জলীয় দ্রবণে HI অণু খুব সহজেই বিয়োজিত হয়ে প্রোটন ($H^+$) দান করতে পারে। তাই HF অপেক্ষা HI অধিক শক্তিশালী অম্ল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্র B-তে দেখা যাচ্ছে ইলেকট্রনটি ৩য় শক্তিস্তর ($n_2 = 3$) থেকে ২য় শক্তিস্তরে ($n_1 = 2$) স্থানান্তরিত হচ্ছে।

   রিডবার্গ সমীকরণ অনুযায়ী,
   $\bar{\nu} = \frac{1}{\lambda} = R_H \left(\frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2}\right)$
   এখানে,
   নিম্ন শক্তিস্তর, $n_1 = 2$
   উচ্চ শক্তিস্তর, $n_2 = 3$
   রিডবার্গ ধ্রুবক, $R_H = 1.09678 \times 10^7 \text{ m}^{-1}$
   আলোর বেগ, $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$

   অতএব,
   $\bar{\nu} = 1.09678 \times 10^7 \left(\frac{1}{2^2} - \frac{1}{3^2}\right) \text{ m}^{-1}$
   $= 1.09678 \times 10^7 \left(\frac{1}{4} - \frac{1}{9}\right) \text{ m}^{-1}$
   $= 1.09678 \times 10^7 \times \frac{5}{36} \approx 1.5233 \times 10^6 \text{ m}^{-1}$

   বিকিরিত রশ্মির কম্পাঙ্ক ($u$) হলো:
   $\nu = c \cdot \bar{\nu} = 3 \times 10^8 \text{ m/s} \times 1.5233 \times 10^6 \text{ m}^{-1} \approx 4.57 \times 10^{14} \text{ Hz}$

   সুতরাং, বিকিরিত রশ্মির কম্পাঙ্ক প্রায় $4.57 \times 10^{14} \text{ Hz}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের মডেল-A হলো রাদারফোর্ডের পরমাণু মডেল এবং মডেল-B হলো বোর পরমাণু মডেল। এই দুইটির মধ্যে বোর পরমাণু মডেলটি (মডেল-B) অধিকতর উপযোগী। নিম্নে এর কারণ বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. পরমাণুর স্থায়িত্ব ব্যাখ্যা: রাদারফোর্ড মডেলে ম্যাক্সওয়েলের তড়িৎচুম্বকীয় তত্ত্ব অনুসারে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রন অবিরাম শক্তি বিকিরণ করে সর্পিলাকারে নিউক্লিয়াসে পতিত হওয়ার কথা, যা পরমাণুর অস্তিত্বকে হুমকির মুখে ফেলে। পক্ষান্তরে, বোর মডেলে নির্দিষ্ট স্থায়ী কক্ষপথের প্রস্তাবনা দিয়ে শক্তি বিকিরণ না হওয়ার কথা বলা হয়েছে, যা পরমাণুর স্থায়িত্ব চমৎকারভাবে ব্যাখ্যা করে।

   ২. কক্ষপথের আকার ও শক্তি: রাদারফোর্ড মডেল ইলেকট্রনের কক্ষপথের আকার, ব্যাসার্ধ বা শক্তিস্তর সম্পর্কে কোনো সুনির্দিষ্ট ধারণা দেয় না। কিন্তু বোর মডেলে নির্দিষ্ট ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার স্থির কক্ষপথ ও তাদের শক্তির সুনির্দিষ্ট ধারণা দেওয়া হয়েছে।

   ৩. পারমাণবিক বর্ণালির ব্যাখ্যা: রাদারফোর্ড মডেল বর্ণালিতে রেখা বা বর্ণালির সৃষ্টি ব্যাখ্যা করতে পারে না। অন্যদিকে, বোর মডেল অনুসারে এক শক্তিস্তর থেকে অন্য শক্তিস্তরে ইলেকট্রনের স্থানান্তরের ফলে হাইড্রোজেন বা এক ইলেকট্রনবিশিষ্ট পরমাণুর রেখা বর্ণালির স্পষ্ট ও নির্ভুল ব্যাখ্যা পাওয়া যায়।

   ৪. কৌণিক ভরবেগ: বোর মডেলে ইলেকট্রনের কৌণিক ভরবেগ কোয়ান্টায়িত ($mvr = \frac{nh}{2\pi}$) বলে উল্লেখ করা হয়েছে, যার কোনো ধারণা রাদারফোর্ড মডেলে ছিল না।

   অতএব, রাদারফোর্ড মডেলের সীমাবদ্ধতাগুলো দূর করে পরমাণুর গঠন ও বৈশিষ্ট্যকে সুস্পষ্টভাবে উপস্থাপন করায় মডেল-A অপেক্ষা মডেল-B অধিকতর গ্রহণযোগ্য ও উপযোগী।