রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রসায়নের যে শাখায় পরিবেশবান্ধব রাসায়নিক দ্রব্য উৎপাদন, ক্ষতিকর বর্জ্য হ্রাস এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়ার ঝুঁকিমুক্ত টেকসই নকশা ও প্রয়োগ নিয়ে আলোচনা করা হয়, তাকে সবুজ রসায়ন (Green Chemistry) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বোর পরমাণু মডেল শুধুমাত্র একটি ইলেকট্রন বিশিষ্ট পরমাণু বা আয়নের বর্ণালি ও গঠন ব্যাখ্যা করতে পারে। লিথিয়ামের (Li) পারমাণবিক সংখ্যা ৩, অর্থাৎ এতে তিনটি ইলেকট্রন থাকে। কিন্তু দ্বি-ধনাত্মক লিথিয়াম আয়নে (Li²⁺) দুইটি ইলেকট্রন অপসারিত হওয়ায় অবশিষ্ট থাকে মাত্র একটি ইলেকট্রন। যেহেতু Li²⁺ একটি এক-ইলেকট্রন বিশিষ্ট সিস্টেম (হাইড্রোজেন সদৃশ আয়ন), তাই এর ক্ষেত্রে বোর তত্ত্ব পুরোপুরি প্রযোজ্য।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে উল্লিখিত পর্যায় ২, ৩, ৪ ও ৫-এর হ্যালোজেনসমূহের হাইড্রাইডগুলো হলো যথাক্রমে HF, HCl, HBr এবং HI।

   জলীয় দ্রবণে এদের প্রোটন (H⁺) উৎপন্ন করার প্রবণতা মূলত এদের অ্যাসিড তীব্রতা নির্দেশ করে। হ্যালোজেন অ্যাসিডগুলোর ক্ষেত্রে জলীয় দ্রবণে প্রোটন ত্যাগের প্রবণতার ক্রম হলো:
   HF < HCl < HBr < HI

   ব্যাখ্যা:
   ১. পারমাণবিক আকার ও বন্ধন দৈর্ঘ্য: গ্রুপ ১৭-এর ওপর থেকে নিচে (F থেকে I) নামার সাথে সাথে হ্যালোজেন পরমাণুর আকার বৃদ্ধি পায় (F < Cl < Br < I)। এর ফলে H-X বন্ধনের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায় (H-F < H-Cl < H-Br < H-I)।

   ২. বন্ধন বিয়োজন শক্তি: বন্ধন দৈর্ঘ্য যত বৃদ্ধি পায়, H-X বন্ধনের বন্ধন বিয়োজন শক্তি (Bond Dissociation Enthalpy) তত হ্রাস পায়। ফলে জলীয় দ্রবণে H-I বন্ধন সবচেয়ে সহজে ভেঙে গিয়ে H⁺ আয়ন মুক্ত করে। অপরদিকে H-F এর বন্ধন দৈর্ঘ্য সবচেয়ে কম ও বন্ধন শক্তি অত্যন্ত বেশি হওয়ায় এটি সহজে H⁺ মুক্ত করতে পারে না।

   অতএব, বন্ধন বিয়োজন শক্তি কম হওয়ার কারণে জলীয় দ্রবণে প্রোটন উৎপন্ন করার প্রবণতা HI-এর সবচেয়ে বেশি এবং HF-এর সবচেয়ে কম।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের লেখচিত্রে পর্যায় ২, ৩, ৪ ও ৫-এর হ্যালোজেন হাইড্রাইডগুলো হলো যথাক্রমে HF, HCl, HBr ও HI। লেখচিত্রে দেখা যায় যে, পর্যায় ২ (HF) থেকে পর্যায় ৩ (HCl)-এ স্ফুটনাঙ্ক উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় এবং পরবর্তীতে পর্যায় ৩ (HCl) থেকে পর্যায় ৪ (HBr) ও পর্যায় ৫ (HI)-এর দিকে স্ফুটনাঙ্ক ধারাবাহিকভাবে বৃদ্ধি পায়। এই প্রকৃতির কারণ নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. HF-এর অস্বাভাবিক উচ্চ স্ফুটনাঙ্ক:
   হ্যালোজেন হাইড্রাইডগুলোর মধ্যে ফ্লোরিনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা সর্বাধিক (৪.০) এবং আকার অত্যন্ত ক্ষুদ্র। ফলে H-F অণু অত্যন্ত পোলার হয় এবং অণুগুলোর মধ্যে শক্তিশালী আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয়। এই হাইড্রোজেন বন্ধন ভাঙতে প্রচুর তাপশক্তির প্রয়োজন হয়। তাই HCl, HBr এবং HI অপেক্ষা HF-এর স্ফুটনাঙ্ক অনেক বেশি (HF-এর স্ফুটনাঙ্ক প্রায় ১৯.৫°C)।

   ২. HCl-এর স্ফুটনাঙ্ক সর্বনিম্ন হওয়া:
   ক্লোরিনের তড়িৎ ঋণাত্মকতা ফ্লোরিনের চেয়ে কম এবং আকার বড় হওয়ায় HCl অণুতে কার্যকরী হাইড্রোজেন বন্ধন গঠিত হয় না। এখানে মূলত দুর্বল ডাইপোল-ডাইপোল এবং ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বল কাজ করে। এজন্য HF থেকে HCl-এ স্ফুটনাঙ্ক দ্রুত হ্রাস পায়।

   ৩. HCl থেকে HI-এর স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি:
   HCl থেকে HBr এবং HI-এর দিকে অগ্রসর হলে হ্যালোজেন পরমাণুর আকার এবং আণবিক ভর ধারাবাহিকভাবে বৃদ্ধি পায়। আণবিক ভর ও ইলেকট্রন মেঘের বিস্তার বৃদ্ধির সাথে সাথে অণুগুলোর মধ্যে ভ্যান ডার ওয়ালস আকর্ষণ বলের মান ক্রমান্বয়ে বাড়ে। ফলে HCl থেকে HBr এবং পরবর্তীতে HI-এর স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পায়।

   সামগ্রিকভাবে স্ফুটনাঙ্কের ক্রমটি দাঁড়ায়: HCl < HBr < HI < HF। উদ্দীপকের লেখচিত্রটি এই আচরণটিই নিখুঁতভাবে প্রদর্শন করে।